WO2023013477A1 - 撥水撥油表面層を有する物品 - Google Patents

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WO2023013477A1
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貴司 内田
竜人 林
祐治 山根
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信越化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an article having a water- and oil-repellent surface layer with excellent water- and oil-repellency, abrasion resistance, and slipperiness on a plastic substrate.
  • the fluoropolyether group-containing polymer When the fluoropolyether group-containing polymer is applied to the surface of a base material such as metal, porcelain, glass, or plastic and cured, it forms a water- and oil-repellent layer (antifouling coating thin film layer) on the surface of the base material, thereby repelling oil and fat.
  • a base material such as metal, porcelain, glass, or plastic
  • the fluoropolyether group-containing polymer is used to form an antifouling coating thin film layer on the surface of the touch panel display of a portable electronic device terminal, the housing surface of the terminal, etc.
  • the antifouling coating thin film layer on the surface of the touch panel display has been emphasized not only for its ability to prevent stains, but also for its usability (good slip and smooth touch) when using the touch panel. Good usability is associated with a low coefficient of friction (Patent Document 4: Japanese Patent No. 6451279).
  • Patent Documents 7 to 13 International Publication No. 2014/097388, Japanese Patent Application Publication No. 2020-132498, Japanese Patent Application Publication No. 2020-090652, Japanese Patent No. 5655215, Japanese Patent No. 6601492 Publication, Japanese Patent No. 5494656, International Publication No. 2019/035271).
  • the inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above object, and as a result, have found that a plastic substrate, an underlayer mainly composed of silicon oxide formed on the outer surface of the plastic substrate, and the silicon oxide underlayer. It has been found that in an article composed of a water- and oil-repellent surface layer formed on the outer surface of a silicon oxide underlayer, if the film density of the silicon oxide underlayer is high, sufficient abrasion resistance may not be obtained.
  • the film density of the silicon oxide underlayer is 1.8 to 2.2 g/cm 3
  • the film thickness of the silicon oxide underlayer is 80 to 300 nm
  • the oil-repellent surface layer is mainly composed of a cured product of a fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group and/or a partially hydrolyzed condensate thereof, and the fluoropolyether having the hydrolyzable silyl group
  • a water- and oil-repellent surface layer having excellent water- and oil-repellency, abrasion resistance, and slipperiness can be formed when the group-containing polymer contains a fluoropolyether group-containing polymer having a specific structure, which will be described later. I came up with the invention.
  • the present invention provides an article having the following water- and oil-repellent surface layer.
  • the main component is a fluoropolyether group-containing polymer having a silyl group and / or a cured product of a partial hydrolysis condensate thereof, and the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group is represented by the following formula ( An article comprising one or more fluoropolyether group-containing polymers represented by 1), (4) or (7).
  • Rf is -C d F 2d -O-(CF 2 O) p (C 2 F 4 O) q (C 3 F 6 O) r (C 4 F 8 O) s (C 5 F 10 O ) t (C 6 F 12 O) u -C d F 2d - (where d is independently an integer of 0 to 5 for each unit, and p, q, r, s, t and u are each independently 0 is an integer of up to 150, the sum of p, q, r, s, t and u is an integer of 1 to 250, and each of these units may be linear or branched.
  • a 1 is a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having a terminal end of CF 3 — or CF 2 H— and optionally containing an oxygen atom, or D, where D is independently a monovalent group represented by the following formula (2); is the basis of [Wherein, Q is a single bond or a divalent organic group, Z is a trivalent to octavalent group, ⁇ is an integer of 2 to 7, and W is independently represented by the following formula (3) It is a monovalent hydrolyzable silyl group-containing group.
  • R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, X is independently a hydrolyzable group, a is 2 or 3, Y is a single bond, or a fluorine atom, a silicon
  • W is the same as above, B is a hydrogen atom or -OS, S is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 represented by the following formula (6) is the base of the valence.
  • T is a single bond or a divalent group
  • L is independently a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms
  • E is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • W is an integer from 0 to 20.
  • Rf is the same as above
  • a 3 is a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group optionally containing an oxygen atom and having a terminal CF 3 — or CF 2 H—
  • J is independently a monovalent group represented by the following formula (8) and has two or more Ws in J.
  • V is a divalent hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms which may have a single bond or an ether bond
  • M is independently represented by the following formula (9) is a monovalent group represented by (Wherein, Y, S and W are the same as above, and f is an integer of 1 to 3.) e is 1 or 2; ]]
  • Q is selected from the group consisting of an amide bond, an ether bond, an ester bond, a sulfide bond, a urethane bond, a siloxane bond, a triazine bond, a diorganosilylene group, a silphenylene bond and a silalkylene bond.
  • T is a single bond or a carbon optionally containing one or more bonds selected from the group consisting of a silicon atom, a siloxane bond, a silalkylene bond, a silarylene bond and a diorganosilylene group.
  • the water-repellent and oil-repellent surface layer comprises one or more fluoropolyether group-containing polymers represented by the above formula (1), (4) or (7) and/or partial hydrolysis condensates thereof, and the following formula: (10) [In the formula, Rf is -C d F 2d -O-(CF 2 O) p (C 2 F 4 O) q (C 3 F 6 O) r (C 4 F 8 O) s (C 5 F 10 O ) t (C 6 F 12 O) u -C d F 2d - (where d is independently an integer of 0 to 5 for each unit, and p, q, r, s, t and u are each independently 0 is an integer of up to 150, the sum of p, q, r
  • Each repeating unit shown in parentheses with p, q, r, s, t and u may be randomly bonded.
  • a 4 is independently a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having a terminal end of CF 3 -- or CF 2 H-- and optionally containing an oxygen atom; --OR 3 , --COOR 3 or --PO(OR 3 ) 2 (R 3 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.).
  • a plastic base material an underlayer mainly composed of silicon oxide formed on the outer surface of the plastic base material and having a specific film density and a specific film thickness, and on the outer surface of the silicon oxide underlayer,
  • the article of the present invention is composed of a plastic substrate, a silicon oxide underlayer, and a water- and oil-repellent surface layer.
  • the water-repellent and oil-repellent surface layer comprises a fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group with a specific structure, and / or formed by a surface treatment agent containing a partial hydrolyzed condensate thereof.
  • plastics used for plastic substrates include polycarbonate-based resins, polyester-based resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyamide (PA)-based resins, polyimide (PI)-based resins, triacetyl Cellulose resins such as cellulose, polystyrene (PS), acrylonitrile/styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile/butadiene/styrene copolymer (ABS resin) and other styrene resins, polyethylene (PE), polypropylene (PP) , polyolefin resins such as ethylene/propylene copolymers, norbornene resins, and thermoplastic organic resins such as (meth)acrylic resins, but are not limited to these.
  • the shape of the plastic substrate may be plate-like, film-like, or other forms.
  • the plastic base material that can be used in the present invention is not particularly limited, and the above-described plastic plate or the like can be suitably used as the base material. It can be.
  • Functional layers include, for example, an antireflection layer and a hard coat layer.
  • the surface of the plastic substrate may be pretreated before forming the silicon oxide underlayer. By performing the pretreatment, good adhesion between the plastic substrate and the silicon oxide underlayer can be obtained, and high abrasion resistance can be obtained.
  • the method of pretreatment of the plastic substrate is not particularly limited as long as it is a method capable of removing contaminants on the surface of the plastic substrate and making the surface of the plastic substrate hydrophilic.
  • wet cleaning include neutral detergent cleaning using dishwashing detergent, alcohol cleaning using alcohol such as ethanol and 2-propanol, and alkaline cleaning using alkaline cleaning agents. and plasma cleaning treatment using argon plasma, radical cleaning treatment using OH radicals, and the like. A combination of these methods may also be used.
  • a neutral detergent cleaning treatment or an alkali cleaning treatment is preferred, and a plasma cleaning treatment using plasma or a radical cleaning treatment using OH radicals is more preferred. It is more preferable to carry out a plasma cleaning treatment using plasma or a radical cleaning treatment using OH radicals following the neutral detergent cleaning treatment or alkaline cleaning treatment.
  • Hydrophilicity can be evaluated by the contact angle of water on the substrate, which is preferably 40 degrees or less, more preferably 20 degrees or less, and even more preferably 10 degrees or less.
  • the contact angle of water is measured according to JIS R 3257:1999.
  • the silicon oxide underlayer is composed of a silicon oxide film, and as a method for forming the silicon oxide film, a dry coating method or a wet coating method can be used. Dry coating methods include physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD) methods. Examples of the wet coating method include a method using silica nanoparticles, a sol-gel method using silicon alkoxide, and a method using silica glass conversion by reaction of polysilazane with moisture.
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • thermal CVD method thermal CVD method, CVD method supported by reactive species, optical CVD method, etc. can be used.
  • a CVD method supported by reactive species can be preferably used.
  • a reactive species-assisted CVD method is a method in which a precursor is converted to silicon oxide by a chemical reaction of the reactive species and deposited on a plastic substrate.
  • radicals, and OH radicals from ozone gas and unsaturated hydrocarbon gas for example, ethylene gas
  • ozone gas and unsaturated hydrocarbon gas for example, ethylene gas
  • Patent Documents 9 and 10 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-090652 and Japanese Patent No. 5655215
  • Patent Document 14 Japanese Patent No. 6569831
  • a silicon compound is used as a precursor of the silicon oxide.
  • Examples include SiH 4 , Si 2 H 6 , tetraethoxysilane, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilazane and the like. Tetraethoxysilane, hexamethyldisiloxane and hexamethyldisilazane are preferably used.
  • the CVD conditions during the formation of the silicon oxide film are appropriately set according to the types of plastic substrates and precursors used. Since the film density of silicon oxide varies particularly depending on the temperature of the plastic substrate, the temperature of the plastic substrate when SiH 4 is used as a precursor is preferably 30° C. or more and less than 150° C., more preferably 30 to 140° C. When ethoxysilane, hexamethyldisiloxane, or hexamethyldisilazane is used as a precursor, the plastic substrate temperature is preferably 30 to less than 250.degree. C., more preferably 30 to 150.degree. As a result, silicon oxide is not packed in the closest density during film formation, and the following film density is achieved.
  • Examples of the method using silica nanoparticles in the wet coating method include the method described in Patent Document 13 (International Publication No. 2019/035271). In the case of this method, the formed film density is approximately 2.0 g/cm 3 .
  • sol-gel method using silicon alkoxide in the wet coating method examples include the method described in Patent Document 29 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-11033).
  • perhydropolysilazane can be applied as a precursor by spraying, brush coating, spin coating, dip coating, etc., and left in an air atmosphere to convert to silicon oxide.
  • this method include the method described in Patent Document 10 (Japanese Patent No. 5655215).
  • the environmental temperature during the standing is preferably 15 to 30° C.
  • the humidity (relative humidity) is preferably 30 to 95% RH
  • the standing time is preferably about 12 to 36 hours.
  • the film density of the silicon oxide underlayer is 1.8 to 2.2 g/cm 3 , preferably 1.80 to 2.20 g/cm 3 , and more preferably 1.84 to 2.15 g/cm 3 . is more preferable. If the film density of the silicon oxide underlayer is less than 1.8 g/cm 3 , voids in the silicon oxide underlayer increase, and the increase in surface area reduces the adhesion between the silicon oxide underlayer and the water- and oil-repellent surface layer. Although the strength of the silicon oxide underlayer itself is improved, the strength of the silicon oxide underlayer itself is lowered. Adhesion decreases.
  • the film density of the silicon oxide underlayer can be measured by X-ray reflectometry (XRR).
  • XRR X-ray reflectometry
  • the film density of the silicon oxide underlying layer can be set within the above range by forming the silicon oxide film according to the above-described method and conditions.
  • the film thickness of the silicon oxide underlayer is 80 to 300 nm, preferably 80 to 220 nm. If the thickness of the silicon oxide underlayer is less than 80 nm, good adhesion may not be obtained between the silicon oxide underlayer and the substrate. Poor adhesion to the layer may occur.
  • the film thickness of the silicon oxide underlayer can be measured by X-ray reflectometry (XRR).
  • the hydrogen concentration in the silicon oxide underlayer is preferably 2 at % or more and 8 at % or less, more preferably 4 at % or more and 7 at % or less.
  • the hydrogen concentration in the silicon oxide film can be measured by the Rutherford backscattering method.
  • the surface of the silicon oxide underlayer may be pretreated before forming the water- and oil-repellent surface layer.
  • the pretreatment provides good adhesion between the silicon oxide underlayer and the water- and oil-repellent surface layer, resulting in high abrasion resistance.
  • the method of pretreatment of the silicon oxide underlayer is not particularly limited as long as it is a method capable of removing contaminants on the surface of the silicon oxide underlayer.
  • plasma cleaning treatment using oxygen plasma or argon plasma, radical cleaning treatment using OH radicals, or the like can be preferably used.
  • the water-repellent and oil-repellent surface layer is mainly composed of a cured product of a fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group and/or a partially hydrolyzed condensate thereof. It is formed using a surface treatment agent containing a fluoropolyether group-containing polymer having a degradable silyl group and/or a partial hydrolysis condensate thereof.
  • a fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group Japanese Patent No. 6260579, Japanese Patent No. 6828744, Japanese Patent No. 5761305, Japanese Patent No. 6451279, Japanese Patent No.
  • Patent Documents 1 to 6, 15 to 28 can be used.
  • the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group will be explained more specifically.
  • the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group has at least one, preferably one to three ends in the molecule, the following formula (11) (Wherein, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, X is independently a hydrolyzable group, and a is 2 or 3.) At least 2, preferably 2 to 3 groups (hydrolyzable silyl groups) represented by (that is, at least 2, preferably 2 to 9, more preferably 2 to 6 in the molecule) polyfluoro represented by —(C b F 2b O) m — (wherein b is an integer of 1 to 6 independently for each unit, and m is an integer of 1 to 250) in the molecule. It preferably has an oxyalkylene structure.
  • X is a hydrolyzable group that may be different from each other.
  • examples of such X include alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, and tert-butoxy, methoxymethoxy, alkoxy-substituted alkoxy groups having 2 to 10 carbon atoms such as methoxyethoxy group, ethoxymethoxy group and ethoxyethoxy group; acyloxy groups having 2 to 10 carbon atoms such as acetoxy group and propionoxy group; vinyloxy group; allyloxy group; and halogen groups such as alkenyloxy groups having 2 to 10 carbon atoms such as groups, chloro groups, bromo groups and iodo groups. Among them, methoxy group, ethoxy group, isopropenoxy group and chloro group are preferable.
  • R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or a phenyl group. Among them, a methyl group and an ethyl group are preferable.
  • a is 2 or 3, and 3 is preferable from the viewpoint of reactivity and adhesion to the substrate.
  • b is independently an integer of 1 to 6, preferably an integer of 1 to 4, and m is an integer of 1 to 4. It is an integer of 250, preferably an integer of 1-140.
  • repeating unit represented by —C b F 2b O— examples include units represented by the following formulae. -CF2O- , -CF2CF2O- , -CF2CF2CF2O- , _ -CF( CF3 ) CF2O- , -CF2CF2CF2CF2O- , _ _ -CF2CF2CF2CF2CF2O- , _ _ _ _ _ _ -C( CF3 ) 2O- Among these, repeating units represented by the following formulas are particularly preferable. -CF2O- , -CF2CF2O- _
  • the polyfluorooxyalkylene structure may be composed of one type of the repeating units, or may be composed of a combination of two or more types.
  • one or more fluoropolyether group-containing polymers represented by the following formulas (1), (4) or (7) are used as the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group.
  • the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group includes.
  • all of the fluoropolyether group-containing polymers having hydrolyzable silyl groups are one or more fluoropolyether group-containing polymers represented by formulas (1), (4) and (7). preferable.
  • Rf is -C d F 2d -O-(CF 2 O) p (C 2 F 4 O) q (C 3 F 6 O) r (C 4 F 8 O) s (C 5 F 10 O ) t (C 6 F 12 O) u -C d F 2d - (where d is independently an integer of 0 to 5 for each unit, and p, q, r, s, t and u are each independently 0 is an integer of up to 150, the sum of p, q, r, s, t and u is an integer of 1 to 250, and each of these units may be linear or branched.
  • a 1 is a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having a terminal end of CF 3 — or CF 2 H— and optionally containing an oxygen atom, or D, where D is independently a monovalent group represented by the following formula (2); is the basis of [Wherein, Q is a single bond or a divalent organic group, Z is a trivalent to octavalent group, ⁇ is an integer of 2 to 7, and W is independently represented by the following formula (3) It is a monovalent hydrolyzable silyl group-containing group.
  • R, X, and a are the same as above, Y is a single bond, or a divalent hydrocarbon optionally having one or more selected from fluorine atoms, silicon atoms and siloxane bonds is a group.
  • Rf is the same as above, A 2 is a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group optionally containing an oxygen atom and having a terminal CF 3 — or CF 2 H-, or G; is independently a monovalent group represented by the following formula (5).
  • W is the same as above, B is a hydrogen atom or -OS, S is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or 1 represented by the following formula (6) is the base of the valence.
  • T is a single bond or a divalent group
  • L is independently a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms
  • E is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • W is an integer from 0 to 20.
  • Rf is the same as above
  • a 3 is a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group optionally containing an oxygen atom and having a terminal CF 3 — or CF 2 H—
  • J is independently a monovalent group represented by the following formula (8) and has two or more Ws in J.
  • V is a divalent hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms which may have a single bond or an ether bond
  • M is independently represented by the following formula (9) is a monovalent group represented by (Wherein, Y, S and W are the same as above, and f is an integer of 1 to 3.) e is 1 or 2; ]]
  • Rf is -C d F 2d -O-(CF 2 O) p (C 2 F 4 O) q (C 3 F 6 O) r (C 4 F 8 O) s (C 5 F 10 O) t (C 6 F 12 O) u —C d F 2d — is a divalent polyfluorooxyalkylene structure (perfluoropolyether structure)-containing group, wherein d is independently 0 for each unit; It is an integer of up to 5, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1.
  • p, q, r, s, t and u are each independently an integer of 0 to 150, preferably an integer of 0 to 100, more preferably an integer of 0 to 60;
  • the sum of s, t and u is an integer of 1-250, preferably an integer of 3-140, more preferably an integer of 7-70.
  • Each of these units may be linear or branched.
  • Each repeating unit shown in parentheses with p, q, r, s, t and u may be randomly combined.
  • the divalent polyfluorooxyalkylene structure-containing group for Rf can be represented by the following structure. (wherein p', q', r', s', t' and u' are each independently an integer of 1 to 150, p', q', r', s', t' and u' is 12 to 250, and each of these units may be linear or branched, and is labeled with p', q', r', s', t' and u'. Each repeating unit shown in parentheses may be randomly combined, and d' is independently an integer of 0 to 5. Each of these units may be linear or branched. is also good.)
  • a 1 is a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having a terminal end of CF 3 - or CF 2 H- and optionally containing an oxygen atom, or D (i.e. , a monovalent group represented by -QZ(W) ⁇ ; a monovalent group represented by -QZ(W) ⁇ to be described later) having a terminal end of CF 3 - or CF 2 H- and a monovalent group which may contain an oxygen atom;
  • the fluorine-containing hydrocarbon group is preferably a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably one having a polymer terminal of CF 3 -- or CF 2 H--.
  • Examples of the monovalent fluorine-containing hydrocarbon groups which may contain an oxygen atom and which are terminated by CF 3 -- or CF 2 H-- in A 1 include the following groups.
  • a 1 -Rf-D, D is independently a monovalent group represented by the following formula (2).
  • Q is a single bond or a divalent organic group
  • Q other than the single bond is preferably an amide bond (e.g., unsubstituted amide bond, N-methyl-substituted amide bond, N-phenyl substituted amide bond), ether bond, ester bond, sulfide bond, urethane bond, siloxane bond, triazine bond, diorganosilylene group (e.g., dialkylsilylene group such as dimethylsilylene group), silarylene bond (e.g., silphenylene bond) and a silalkylene bond (e.g., silethylene bond), an unsubstituted or substituted divalent carbon having 1 to 15 carbon atoms, preferably 2 to 15 carbon atoms, optionally containing one or more bonds selected from the group consisting of It is a hydrogen group, preferably an unsubstituted or fluorine-substituted divalent hydrocarbon group having 1 to
  • R 1 is a C 1-8 alkyl group such as a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, etc., more preferably a C 1-4 alkyl group, a C 6-10 aryl group such as a phenyl group. and R 1 may be the same or different, and R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group (trimethylene group, methylethylene group), and a carbon number such as a phenylene group. 6 to 10 arylene groups.)
  • Examples of Q other than such a single bond include the following groups.
  • the bond on the left side preferably bonds with Rf, and the bond on the right side preferably bonds with Z. (Wherein, v is an integer of 2 to 4.)
  • Z is a tri- to octavalent group, preferably a silicon atom, a nitrogen atom, and a tri- to octavalent organopolysiloxane residue having a siloxane bond a group, preferably 3 to 13 silicon atoms, more preferably a trivalent to octavalent, preferably 3 or 4, selected from linear, branched or cyclic organopolysiloxane residues having 3 to 5 silicon atoms is the base of the valence.
  • n is an integer of 2 to 6, preferably an integer of 2 to 4).
  • R 1 is the same as above; g is an integer of 3 to 12, preferably 3 or 4; h is an integer of 3 to 8, preferably 3 or 4; j is an integer of 0 to 8; , preferably 0 or 1, h+j is an integer from 3 to 13, preferably an integer from 3 to 5, and k is 2 or 3.
  • R 4 is independently R 1 or the following formula (a) (Wherein, R 1 is the same as above, j1 is an integer of 1 to 6, preferably 1, and the left bond is bonded to Si.) and R 5 is independently a single bond or the following formula (b) (Wherein, R 2 and R 4 are the same as above, j2 is an integer of 0 to 6, preferably 0 to 3, and j3 is an integer of 0 to 6, preferably 0 to 2. and each repeating unit shown in parentheses may be randomly bonded
  • W is independently a monovalent hydrolyzable silyl group-containing group represented by the following formula (3).
  • R, X, and a are the same as above, Y is a single bond, or a divalent hydrocarbon optionally having one or more selected from fluorine atoms, silicon atoms and siloxane bonds base.
  • R, X, and a are the same as R, X, and a in the above formula (11), and the same as R, X, and a in the above formula (11) can be exemplified.
  • Y may have a single bond, or one or more selected from a fluorine atom, a silicon atom and a siloxane bond, preferably having 1 to 20 carbon atoms.
  • the divalent hydrocarbon group which is a hydrogen group and may have one or more selected from a fluorine atom, a silicon atom and a siloxane bond includes an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms and a fluorine atom.
  • Y other than a single bond include those shown below.
  • fluoropolyether group-containing polymer represented by the above formula (1) examples include those shown below. (In the formula, A 1 and Rf are the same as above.)
  • Rf is the same as above, and examples thereof are the same as those exemplified for Rf in the above formula (1).
  • a 2 is a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having a terminal end of CF 3 - or CF 2 H- and optionally containing an oxygen atom, or G (i.e. , a monovalent group represented by -C(B)(W) 2 ; a monovalent group represented by -C(B)(W) 2 , which has a terminal end of CF 3 - or CF 2 H- and may contain an oxygen atom;
  • the fluorine-containing hydrocarbon group of is preferably a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably one having a polymer terminal of CF 3 -- or CF 2 H--.
  • Examples of the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group which may contain an oxygen atom and which is terminated by CF 3 -- or CF 2 H-- in A 2 include the following groups.
  • a 2 -Rf-G, G is independently a monovalent group represented by the following formula (5).
  • W is the same as above, and examples thereof are the same as those exemplified for W in the above formula (2).
  • B is a hydrogen atom or -OS
  • S is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
  • (6 ) is a monovalent group represented by
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms of S includes alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group and octyl group, vinyl group, allyl group and the like.
  • alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group and octyl group, vinyl group, allyl group and the like.
  • an aryl group such as a phenyl group and tolyl group
  • an aralkyl group such as a benzyl group and a phenylethyl group, and the like
  • an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms and a phenyl group are preferable.
  • T is a single bond or a divalent group, preferably a single bond, a silicon atom, a siloxane bond, a silalkylene bond (e.g., a silethylene bond , a silpropylene bond), a silarylene bond (e.g., silphenylene bond), and a diorganosilylene group (e.g., a dialkylsilylene group such as a dimethylsilylene group, a dialkoxysilylene group such as a dimethoxysilylene group).
  • a silalkylene bond e.g., a silethylene bond , a silpropylene bond
  • silarylene bond e.g., silphenylene bond
  • a diorganosilylene group e.g., a dialkylsilylene group such as a dimethylsilylene group, a dialkoxysilylene group such as a dimethoxysilylene group.
  • a divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, a divalent siloxane bond, a silalkylene group or a diorganosilylene group which may contain the above bonds, and T other than a single bond is specifically: The following can be exemplified.
  • the bond on the right side preferably bonds with L or E.
  • L is independently an alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group (trimethylene group, methylethylene group), a butylene group (tetramethylene group), etc. is a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and the number of carbon atoms in each (LO) unit may be singular or mixed.
  • l is an integer of 0-20, preferably an integer of 0-10, more preferably an integer of 0-6.
  • (LO) is present, l is preferably 1 or more, particularly 2 or more.
  • E is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group;
  • the monovalent group represented by the above formula (6); -T-(LO) 1 -E includes those shown below.
  • the monovalent group represented by the above formula (5); -C(B)(W) 2 (that is, G in formula (4)) includes those shown below.
  • fluoropolyether group-containing polymer represented by the above formula (4) examples include those shown below. (In the formula, A 2 and Rf are the same as above.)
  • Rf is the same as above, and examples thereof are the same as those exemplified for Rf in the above formula (1).
  • the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group which may contain an oxygen atom is preferably a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, particularly one having a polymer terminal of CF 3 -- or CF 2 H--. preferable.
  • Examples of the monovalent fluorine-containing hydrocarbon groups which may contain an oxygen atom and which are terminated by CF 3 -- or CF 2 H-- in A 3 include the following groups.
  • a 3 -Rf-J, J is independently a monovalent group represented by the following formula (8), and J has two or more Ws.
  • V is a divalent hydrocarbon group having 2 to 15 carbon atoms which may have a single bond or an ether bond, and V other than the single bond is specifically shown below. can be exemplified.
  • e is 1 or 2, preferably 1.
  • M is independently a monovalent group represented by the following formula (9).
  • Y, S, and W are the same as above, and the same as those exemplified for Y in the above formula (3), S above, and W in the above formula (2) can be exemplified.
  • f is an integer of 1-3.
  • the monovalent group (ie, M in formula (8)) represented by —Y—C(S) 3-f (W) f in formula (9) above includes those shown below.
  • fluoropolyether group-containing polymer represented by the above formula (7) examples include those shown below. (In the formula, A 3 and Rf are the same as above.)
  • the surface treatment agent containing a fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group and/or a partial hydrolysis condensate thereof for forming the water- and oil-repellent surface layer is in addition to a fluoropolyether group-containing polymer having a degradable silyl group and/or a partial hydrolyzed condensate of the polymer, a hydrolyzable silyl group-free fluoropolyether group-containing polymer represented by the following formula (10) It may be a polymer (hereinafter referred to as a polymer containing no hydrolyzable silyl groups) and/or a mixture containing partial (hydrolyzed) condensates thereof (ie, a fluoropolyether group-containing polymer composition).
  • partial (hydrolyzed) condensate refers to a partial condensate or a partially hydrolyzed condensate.
  • Rf is the same as described above, and examples thereof are the same as those exemplified for Rf in formula (1) above.
  • a 4 is independently a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having a terminal end of CF 3 — or CF 2 H— and optionally containing an oxygen atom, —OR 3 , —COOR 3 or —PO(OR 3 ) 2 ( R 3 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.).
  • a 4 is independently a monovalent fluorine-containing hydrocarbon group having a terminal of CF 3 -- or CF 2 H-- and optionally containing an oxygen atom, --OR 3 , --COOR 3 or --
  • the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group which is PO(OR 3 ) 2 and which is terminated with CF 3 — or CF 2 H— and which may contain an oxygen atom A 1 is terminated with CF 3 — or CF Examples thereof are the same as those exemplified as the monovalent fluorine-containing hydrocarbon group which is 2 H-- and may contain an oxygen atom.
  • R 3 is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and examples of the monovalent hydrocarbon group include methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl and octyl.
  • alkyl groups such as vinyl groups, alkenyl groups such as allyl groups, aryl groups such as phenyl groups and tolyl groups , and aralkyl groups such as benzyl groups and phenylethyl groups. Alkyl groups of numbers 1 to 3 and phenyl groups are preferred.
  • —OR 3 , —COOR 3 and —PO(OR 3 ) 2 of A 4 are —OH, —OCH 3 , —COOH, —COOCH 3 , —PO(OH) 2 , —OC 2 H 5 and —COOC 2 H 5 can be exemplified.
  • fluoropolyether group-containing polymer represented by the above formula (10) examples include those shown below. (wherein p′′, q′′, r′′, s′′, t′′ and u′′ are each independently an integer of 0 to 150, p′′, q′′, r′′, s′′, t′′ and u′′ is from 12 to 250, and each of these units may be linear or branched. Each repeating unit shown in parentheses may be randomly combined.)
  • the surface treatment agent used for forming the water- and oil-repellent surface layer has at least two hydrolyzable groups at one end of the molecular chain represented by the above formula (1), (4) or (7).
  • At least one of a fluoropolyether group-containing polymer having a silyl group and/or a partially hydrolyzed condensate (single-ended polymer) of the polymer, or a molecule represented by the above formula (1), (4) or (7) Does it contain at least one of a fluoropolyether group-containing polymer having at least two hydrolyzable silyl groups at both chain ends and/or a partially hydrolyzed condensate of said polymer (dual-end polymer)? , a mixture containing at least one of the single-ended polymer and at least one of the double-ended polymer, or any of these further containing the hydrolyzable silyl group (fluoropolyether group-containing polymer composition).
  • fluoropolyether group-containing polymer mixture fluoropolyether group-containing polymer composition contained in the surface treatment agent
  • the ratio is not particularly limited, it is usually hydrolyzable with respect to the entire fluoropolyether group-containing polymer composition composed of a single-ended polymer and / or a double-ended polymer and a polymer that does not contain a hydrolyzable silyl group.
  • a proportion of 0.01 to 30 mol %, in particular 0.1 to 10 mol %, of polymer not containing silyl groups is desirable.
  • a range is preferred. More preferably, the number average molecular weight is 2,000 to 10,000, particularly preferably 3,000 to 8,000.
  • the number average molecular weight can be calculated from the characteristic peak intensity ratio of 19 F-NMR analysis.
  • a fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group and/or a partial hydrolytic condensate thereof, or a fluoropolyether group-containing polymer composition having a hydrolyzable silyl group within the above number average molecular weight range has the hydrolyzable silyl group
  • a fluoropolyether group-containing polymer and/or a partial hydrolysis condensate thereof, or a fluoropolyether group-containing polymer composition can be obtained by rectification or molecular distillation.
  • the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group and/or a partial hydrolysis condensate thereof, or the fluoropolyether group-containing polymer composition having a hydrolyzable silyl group within the above number average molecular weight range is a fluoropolyether group-containing polymer can also be prepared by preliminarily adjusting the number average molecular weight of the fluorine compound used in synthesizing the above.
  • Surface treatment agents may optionally include hydrolysis condensation catalysts such as organic tin compounds (dibutyltin dimethoxide, dibutyltin dilaurate, etc.), organic titanium compounds (tetra n-butyl titanate, etc.), organic acids (acetic acid, methanesulfonic acid, fluorine-modified carboxylic acid, etc.) and inorganic acids (hydrochloric acid, sulfuric acid, etc.) may be added. Among these, acetic acid, tetra-n-butyl titanate, dibutyltin dilaurate, fluorine-modified carboxylic acids, and the like are particularly desirable.
  • hydrolysis condensation catalysts such as organic tin compounds (dibutyltin dimethoxide, dibutyltin dilaurate, etc.), organic titanium compounds (tetra n-butyl titanate, etc.), organic acids (acetic acid, methanesulfonic acid, fluorine-
  • the amount added is a catalytic amount, usually 0.01 to 5 parts by mass, particularly 0.1, per 100 parts by mass of the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group and/or its partial hydrolytic condensate. ⁇ 1 part by mass.
  • the surface treatment agent may contain a solvent.
  • Solvents are preferably fluorine-modified aliphatic hydrocarbon solvents (perfluoroheptane, perfluorooctane, etc.), fluorine-modified olefin solvents (methoxyperfluoroheptene, etc.), fluorine-modified aromatic hydrocarbon solvents (m-xylene hexafluoride, benzotrifluoride, 1,3-trifluoromethylbenzene, etc.), fluorine-modified ether solvents (methyl perfluorobutyl ether, ethyl perfluorobutyl ether, perfluoro(2-butyltetrahydrofuran), etc.), fluorine-modified alkylamines solvents (perfluorotributylamine, perfluorotripentylamine, etc.), hydrocarbon solvents (petroleum benzine, mineral spirits, toluene, xylene, etc.
  • fluorine-modified solvents are desirable in terms of solubility and wettability, and in particular, 1,3-trifluoromethylbenzene, m-xylene hexafluoride, perfluoro(2- Butyltetrahydrofuran), perfluorotributylamine, and ethyl perfluorobutyl ether are preferred.
  • Two or more of the above solvents may be mixed, and the fluoropolyether group-containing polymer having a hydrolyzable silyl group and/or its partial hydrolysis condensate, or the fluoropolyether group-containing polymer composition is uniformly dissolved. It is preferable to let The optimum concentration of the hydrolyzable silyl group-containing fluoropolyether group-containing polymer and/or its partial hydrolysis condensate to be dissolved in the solvent may be appropriately selected according to the method of use of the surface treatment agent, and is not limited. not something. It is usually dissolved so as to be 0.01 to 30% by mass, preferably 0.02 to 25% by mass, more preferably 0.05 to 20% by mass.
  • a heating method during the vapor deposition process of the physical vapor deposition (PVD) method may be either a resistance heating method or an electron beam heating method, and is not particularly limited.
  • the curing treatment is exposure for 0.5 hours or more in an environment of a temperature of 20 to 200° C. and a relative humidity of 95% or less.
  • a temperature of 20 to 200° C. and a relative humidity of 95% or less For example, in the case of direct coating (brush coating, dipping, spraying, etc.), 30 minutes to 24 hours at 60 to 150 ° C. and 85% or less relative humidity; 30 minutes to 24 hours at a relative humidity of 10% or less is preferred.
  • the film thickness of the water- and oil-repellent surface layer is usually 0.1 to 100 nm, preferably 1 to 20 nm.
  • the film thickness of the water-repellent and oil-repellent surface layer can be measured by XRR or spectroscopic ellipsometry.
  • the present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
  • the number average molecular weight is a value calculated from the characteristic peak intensity ratio of 19 F-NMR analysis.
  • Processing device PDC510 (manufactured by Yamato Scientific) Oxygen gas flow rate: 10 sccm (Standard Cubic CentiMeters) Argon gas flow rate: 100 sccm Processing pressure: 60 Pa rf supply power: 250W Processing time: 30 seconds
  • a silicon oxide underlayer was formed on the HC/PC substrate using the CVD method disclosed in Japanese Patent No. 6569831 (Patent Document 14).
  • Precursor material Tetraethoxysilane Substrate temperature: 30°C
  • Nitrogen gas (15 sccm)
  • the film thickness and film density of the silicon oxide underlayer were obtained by X-ray reflectance measurement. That is, the measured profile was subjected to simulation fitting to obtain the film thickness and density. Measurement conditions are shown below.
  • Measuring device SmartLab (manufactured by Rigaku)
  • X-ray source rotating anticathode (Cu), output 45 kV, 200 mA
  • Incident optical system Ge (111) asymmetric beam compression crystal
  • Light-receiving side Soller slit: 5.0°
  • Light receiving side RS1 0.1mm
  • RS2 0.1mm
  • Scanning conditions scanning axis 2 ⁇ / ⁇ Scanning speed 0.2°/min Step width 0.002°
  • Resistive heating was continued for 100 seconds after the evaporation rate in the crystal oscillator film thickness gauge had decreased to 0.1 nm/sec. After waiting for 5 minutes to cool the apparatus, the apparatus was opened to the atmosphere to obtain an HC/PC base material coated with a fluoropolyether group-containing polymer.
  • the HC/PC substrate coated with the fluoropolyether group-containing polymer is left in an environment of 25° C. and a relative humidity of 50% for 24 hours to cure and fix the water- and oil-repellent surface layer.
  • An HC/PC substrate having a 10 nm-thick water- and oil-repellent surface layer of the contained polymer was obtained.
  • the film thickness of the water-repellent and oil-repellent surface layer is determined by quantifying the intensity of fluorescent X-rays derived from elemental fluorine with a fluorescent X-ray measuring device (manufactured by Rigaku Co., Ltd., trade name: Primini fluorescent X-ray measuring device). was calculated using
  • Example 1 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the film formation time was adjusted so that the thickness of the silicon oxide underlayer was 100 nm. .
  • Example 2 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the film formation time was adjusted so that the thickness of the silicon oxide underlayer was 200 nm. .
  • Example 3 A silicon oxide underlayer containing fluoropolyether groups was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that the silicon oxide underlayer was formed with a film thickness of 200 nm and a film density of 2.2 g/cm 3 .
  • a substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a polymer was obtained.
  • Precursor material hexamethyldisilazane
  • Substrate temperature 150°C
  • Nitrogen gas (15sccm)
  • Comparative Example 3 A base material having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was adjusted to 10 nm under the following immersion conditions.
  • a substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a silicon oxide underlayer was formed by the following method.
  • a perhydropolysilazane solution (Aquamica NP-140-01 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) was spray-coated on the HC/PC substrate that had been cleaned and plasma-cleaned in the same manner as in Comparative Example 1, at 25°C and a relative humidity of 85%. It was left to stand for 24 hours in an air atmosphere of 100 rpm to cure, thereby forming a silicon oxide underlayer having a film thickness of 10 nm and a film density of 2.0 g/cm 3 .
  • Comparative Example 5 A water-repellent and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was formed in the same manner as in Comparative Example 4, except that the silicon oxide underlayer was cured in an atmosphere of 25° C. and a relative humidity of 40% for 24 hours. A substrate was obtained.
  • Example 4 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 5, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • Comparative Example 6 A water-repellent and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was formed in the same manner as in Comparative Example 4, except that the silicon oxide underlayer was cured in an air atmosphere of 25°C and a relative humidity of 5% for 24 hours. A substrate was obtained.
  • Comparative Example 7 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 6, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • a substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a silicon oxide underlayer was formed by the following method.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • Silicon oxide was deposited on the HC/PC substrate which had been cleaned and plasma-cleaned in the same manner as in Comparative Example 1 by electron beam evaporation to form a silicon oxide underlayer having a film thickness of 5 nm and a film density of 2.3 g/cm 3 . Formation conditions are shown below.
  • Evaporation source SiO2 granules (2mm) Ultimate pressure: 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa
  • Deposition rate 1 nm/sec
  • Comparative Example 9 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 8, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • Comparative Example 10 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 8 except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 200 nm.
  • a substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that a silicon oxide underlayer was formed by the following method.
  • a silicon oxide underlayer was formed by the following method.
  • a silicon oxide underlayer was formed on an HC/PC substrate that had been subjected to cleaning and plasma cleaning in the same manner as in Comparative Example 1, using a plasma CVD method.
  • a silicon oxide underlayer having a film thickness of 10 nm and a film density of 2.4 g/cm 3 was formed under the following processing conditions.
  • Processing gas (flow ratio): SiH4 : N2O : H2 1:30:180
  • Comparative Example 12 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 11, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • Comparative Example 13 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 11, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 200 nm.
  • Example 5 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 2, except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Example 6 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 3, except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Example 7 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 4, except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Example 8 A base material having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 2, except that the surface treating agent of compound (C) was used.
  • Example 9 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 3, except that the compound (C) was used as the surface treating agent.
  • Example 10 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 4, except that the compound (C) was used as the surface treating agent.
  • Comparative Example 20 A group having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that a hard-coated polyimide film (100 mm ⁇ 50 mm ⁇ 0.1 mm (thickness)) was used as the plastic substrate. got the wood.
  • Example 11 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 20, except that the film formation time was adjusted so that the thickness of the silicon oxide underlayer was 100 nm. .
  • Example 12 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 20, except that the film formation time was adjusted so that the thickness of the silicon oxide underlayer was 200 nm. .
  • Example 13 The procedure for forming the silicon oxide underlayer was changed to the following, and the silicon oxide underlayer had a film thickness of 200 nm and a film density of 2.2 g/cm 3 .
  • a substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a polymer was obtained.
  • Precursor material hexamethyldisilazane
  • Substrate temperature 150°C
  • Nitrogen gas (15 sccm)
  • a base material having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 20, except that a silicon oxide underlayer was formed by the following method.
  • a perhydropolysilazane solution (Aquamica NP-140-01 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) was spray-coated on the HC/PI substrate that had been cleaned and plasma-cleaned in the same manner as in Comparative Example 20, at 25°C and a relative humidity of 40%. It was left to stand for 24 hours in an air atmosphere to form a silicon oxide underlayer having a film thickness of 10 nm and a film density of 1.8 g/cm 3 .
  • Example 14 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 21, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • Comparative Example 22 A water-repellent and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was formed in the same manner as in Comparative Example 21, except that the silicon oxide underlayer was cured in an atmosphere of 25°C and a relative humidity of 5% for 24 hours. A substrate was obtained.
  • Comparative Example 23 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 22, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • Comparative Example 25 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 24, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • a base material having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 20, except that a silicon oxide underlayer was formed by the following method.
  • a silicon oxide underlayer was formed by the following method.
  • a silicon oxide underlayer was formed on the HC/PI substrate which had been subjected to cleaning and plasma cleaning in the same manner as in Comparative Example 20, using the plasma CVD method.
  • a silicon oxide underlayer having a film thickness of 10 nm and a film density of 2.4 g/cm 3 was formed under the following processing conditions.
  • Precursor material: SiH4 Substrate temperature: 150°C rf plasma source power supply: 300W Processing pressure: 150 Pa Processing gas (flow ratio): SiH4 : N2O : H2 1:30:180
  • Comparative Example 27 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 26, except that the film thickness of the silicon oxide underlayer was changed to 100 nm.
  • Comparative Example 28 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 20, except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Example 15 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 11, except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Example 16 A base material having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 12 except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Example 17 A base material having a water-repellent and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 14 except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Comparative Example 30 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 25, except that the compound (B) was used as the surface treating agent.
  • Example 18 A base material having a water-repellent and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 11, except that the compound (C) was used as the surface treating agent.
  • Example 19 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 12, except that the compound (C) was used as the surface treating agent.
  • Example 20 A substrate having a water- and oil-repellent surface layer made of a fluoropolyether group-containing polymer was obtained in the same manner as in Example 14, except that the compound (C) was used as the surface treating agent.
  • the dynamic friction coefficient of the substrate having the silicon oxide underlayer and the water- and oil-repellent surface layer prepared above was measured.
  • the rubbing material was a non-woven fabric (BEMCOT M-3II, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), the load was 100 gf/cm 2 , and the rubbing speed was 500 mm/min.
  • the dynamic friction coefficient is less than 0.05 ⁇ (excellent), 0.05 to less than 0.1 ⁇ (good), 0.1 to less than 0.2 ⁇ (acceptable), 0 Tables 1 and 2 indicate that x (failure) was given when .
  • the test environmental conditions are 25° C. and 40% relative humidity.
  • the dynamic friction coefficients of Examples 1 to 7, 11 to 17 and Comparative Examples 1 to 16 and 20 to 30 were less than 0.05, indicating good lubricity.
  • the number of times of reciprocating abrasion that maintains a water contact angle of 100 degrees or more is defined as the number of nonwoven fabric wear endurance times, and the number of nonwoven fabric wear endurance times of 3,000 times or more is ⁇ (excellent), 2,000 times or more and less than 3,000 times is ⁇ (good), 1,000 times or more and less than 2,000 times was evaluated as ⁇ (acceptable), and less than 1,000 times as x (impossible).
  • the test environmental conditions are 25° C. and 40% relative humidity.
  • ⁇ (excellent) is 1,000 or more eraser abrasion durability
  • ⁇ (good) is 500 or more and less than 1,000 times
  • 200 times The results are shown in Table 2, with ⁇ (acceptable) for less than 500 times and x (impossible) for less than 200 times.
  • the test environmental conditions are 25° C. and 40% relative humidity.

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Abstract

プラスチック基材と、該プラスチック基材の外表面上に形成された酸化珪素を主成分とする下地層と、該酸化珪素下地層の外表面上に形成された撥水撥油表面層とから構成された物品であって、酸化珪素下地層の膜密度が1.8~2.2g/cm3で、酸化珪素下地層の膜厚が80~300nmであり、撥水撥油表面層が特定構造の加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物の硬化物を主成分とする、撥水撥油性、耐摩耗性、滑り性に優れた撥水撥油表面層を有する物品を提供する。

Description

撥水撥油表面層を有する物品
 本発明は、プラスチック基材上に、撥水撥油性、耐摩耗性、滑り性に優れた撥水撥油表面層を有する物品に関する。
 フルオロポリエーテル基含有ポリマーは、金属、磁器、ガラス、プラスチック等の基材の表面に塗布・硬化すると、該基材の表面に撥水撥油層(防汚コーティング薄膜層)を形成して、油脂汚れ、指紋汚れ、その他の汚れを防止する性能を該基材に付加する。即ち、該フルオロポリエーテル基含有ポリマーは、携帯用電子機器端末のタッチパネルディスプレイ表面や、端末の筐体表面等に防汚コーティング薄膜層を形成するために使用されている(特許文献1~6:特許第6260579号公報、特許第6828744号公報、特許第5761305号公報、特許第6451279号公報、特許第6741074号公報、特許第6617853号公報)。
 また、タッチパネルディスプレイ表面での防汚コーティング薄膜層は、汚れを防止する性能に加えて、タッチパネル使用時の使用感(すべりが良く、触感が滑らかなこと)も重要視されてきた。使用感の良さは摩擦係数の低さと関連する(特許文献4:特許第6451279号公報)。
 また、該撥水撥油層は使用時に指、衣服、スタイラスペン等による摩擦摩耗にさらされることにより撥水撥油性、汚れ防止性能が劣化するが、該撥水撥油層の耐久性確保のために酸化珪素の下地層が用いられてきた(特許文献7~13:国際公開第2014/097388号、特開2020-132498号公報、特開2020-090652号公報、特許第5655215号公報、特許第6601492号公報、特許第5494656号公報、国際公開第2019/035271号)。
 しかしながら、酸化珪素の下地層を用いても十分な摩耗耐久性が得られない場合があった。
特許第6260579号公報 特許第6828744号公報 特許第5761305号公報 特許第6451279号公報 特許第6741074号公報 特許第6617853号公報 国際公開第2014/097388号 特開2020-132498号公報 特開2020-090652号公報 特許第5655215号公報 特許第6601492号公報 特許第5494656号公報 国際公開第2019/035271号 特許第6569831号公報 特開2011-116947号公報 特開2007-197425号公報 特開2007-297589号公報 特開2007-297543号公報 特開2008-088412号公報 特開2008-144144号公報 特開2010-031184号公報 特開2010-047516号公報 特開2011-178835号公報 特開2014-084405号公報 特開2014-105235号公報 特開2013-253228号公報 特開2014-218639号公報 国際公開第2013/121984号 特開2007-11033号公報
 本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、プラスチック基材上に、撥水撥油性、耐摩耗性、滑り性に優れた撥水撥油表面層を有する物品を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記目的を解決すべく鋭意検討した結果、プラスチック基材と、該プラスチック基材の外表面上に形成された酸化珪素を主成分とする下地層と、該酸化珪素下地層の外表面上に形成された撥水撥油表面層とから構成された物品において、酸化珪素下地層の膜密度が高いと、十分な摩耗耐久性が得られない場合があることを知見した。
 そこで、更なる検討を行った結果、上記物品において、酸化珪素下地層の膜密度が1.8~2.2g/cm3で、酸化珪素下地層の膜厚が80~300nmであり、撥水撥油表面層が加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物の硬化物を主成分とするものであり、該加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーが後述する特定構造のフルオロポリエーテル基含有ポリマーを含むものである場合に、撥水撥油性、摩耗耐久性、滑り性に優れた撥水撥油表面層を形成し得ることを見出し、本発明をなすに至った。
 従って、本発明は、以下の撥水撥油表面層を有する物品を提供するものである。
[1]
 プラスチック基材と、該プラスチック基材の外表面上に形成された酸化珪素を主成分とする下地層と、該酸化珪素下地層の外表面上に形成された撥水撥油表面層とから構成された物品であって、酸化珪素下地層の膜密度が1.8~2.2g/cm3で、酸化珪素下地層の膜厚が80~300nmであり、撥水撥油表面層が加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物の硬化物を主成分とするものであり、該加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーが下記式(1)、(4)又は(7)で示される1種又は2種以上のフルオロポリエーテル基含有ポリマーを含むものである物品。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式中、Rfは-Cd2d-O-(CF2O)p(C24O)q(C36O)r(C48O)s(C510O)t(C612O)u-Cd2d-(但し、dは単位毎に独立に0~5の整数であり、p、q、r、s、t及びuはそれぞれ独立に0~150の整数であり、p、q、r、s、t及びuの和は1~250の整数であり、これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、p、q、r、s、t及びuが付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。)で示される2価のポリフルオロオキシアルキレン構造含有基であり、A1は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はDであり、Dは独立に下記式(2)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
〔式中、Qは単結合又は2価の有機基であり、Zは3~8価の基であり、αは2~7の整数であり、Wは独立に下記式(3)で示される1価の加水分解性シリル基含有基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、Rは炭素数1~4のアルキル基又はフェニル基であり、Xは独立に加水分解性基であり、aは2又は3であり、Yは単結合、又はフッ素原子、ケイ素原子及びシロキサン結合から選ばれる1種もしくは2種以上を有していてもよい2価炭化水素基である。)〕]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[式中、Rfは上記と同じであり、A2は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はGであり、Gは独立に下記式(5)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
〔式中、Wは上記と同じであり、Bは水素原子、又は-OSであり、Sは水素原子、炭素数1~10の1価炭化水素基、又は下記式(6)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式中、Tは単結合又は2価の基であり、Lは独立に炭素数1~4の2価炭化水素基であり、Eは炭素数1~6の1価炭化水素基、又はWであり、lは0~20の整数である。)〕]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
[式中、Rfは上記と同じであり、A3は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はJであり、Jは独立に下記式(8)で示される1価の基であり、J中にWを2個以上有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
〔式中、Sは上記と同じであり、Vは単結合又はエーテル結合を有していてもよい炭素数2~15の2価炭化水素基であり、Mは独立に下記式(9)で示される1価の基であり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、Y、S及びWは上記と同じであり、fは1~3の整数である。)
eは1又は2である。〕]
[2]
 前記式(2)において、Qが、アミド結合、エーテル結合、エステル結合、スルフィド結合、ウレタン結合、シロキサン結合、トリアジン結合、ジオルガノシリレン基、シルフェニレン結合及びシルアルキレン結合からなる群より選ばれる1種以上の結合を含んでいてもよい炭素数1~15の非置換又は置換の2価炭化水素基であり、Zが、ケイ素原子、窒素原子、及びシロキサン結合を有する3~8価のオルガノポリシロキサン残基から選ばれる3~8価の基である[1]に記載の物品。
[3]
 前記式(6)において、Tが、単結合、又はケイ素原子、シロキサン結合、シルアルキレン結合、シルアリーレン結合及びジオルガノシリレン基からなる群より選ばれる1種以上の結合を含んでいてもよい炭素数2~20の2価炭化水素基、2価のシロキサン結合、シルアルキレン基もしくはジオルガノシリレン基である[1]に記載の物品。
[4]
 撥水撥油表面層が、前記式(1)、(4)又は(7)で示される1種又は2種以上のフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物と、下記式(10)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
[式中、Rfは-Cd2d-O-(CF2O)p(C24O)q(C36O)r(C48O)s(C510O)t(C612O)u-Cd2d-(但し、dは単位毎に独立に0~5の整数であり、p、q、r、s、t及びuはそれぞれ独立に0~150の整数であり、p、q、r、s、t及びuの和は1~250の整数であり、これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、p、q、r、s、t及びuが付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。)で示される2価のポリフルオロオキシアルキレン構造含有基であり、A4は独立に末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、-OR3、-COOR3又は-PO(OR32(R3は水素原子又は炭素数1~10の1価炭化水素基である。)である。]
で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分(加水分解)縮合物との硬化物を含有するものである[1]~[3]のいずれかに記載の物品。
[5]
 撥水撥油表面層が物理気相蒸着(PVD)法、スプレー法又は浸漬法で形成されたものである[1]~[4]のいずれかに記載の物品。
[6]
 プラスチック基材が湿式洗浄又はプラズマ洗浄により前処理されたものである[1]~[5]のいずれかに記載の物品。
 本発明の、プラスチック基材と、該プラスチック基材の外表面上に形成された酸化珪素を主成分とする特定膜密度及び特定膜厚の下地層と、該酸化珪素下地層の外表面上に形成された特定構造の加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物の硬化物を主成分とする撥水撥油表面層とから構成された物品は、撥水撥油性、摩耗耐久性、及び滑り性に優れる。
 本発明の物品は、プラスチック基材、酸化珪素下地層、撥水撥油表面層で構成される。特に該撥水撥油表面層は、プラスチック基材上に形成された酸化珪素を主成分とする下地層の外表面上に、特定構造の加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物を含む表面処理剤により形成されたものであることを特徴とする。
〔プラスチック基材〕
 プラスチック基材に用いられるプラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリアミド(PA)系樹脂、ポリイミド(PI)系樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂)等のスチレン系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂等の熱可塑性有機樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 プラスチック基材の形状は板状、フィルム状またその他の形態であってよい。
 本発明に使用できるプラスチック基材は特に制限されず、上述したプラスチック板等を基材として好適に使用することができるが、これらの材質を母材としその上に機能層が形成されたものであってよい。機能層とは例えば、反射防止層やハードコート層が挙げられる。
 プラスチック基材表面は、酸化珪素下地層形成前に前処理を行ってもよい。前処理を行うことによりプラスチック基材と酸化珪素下地層の良好な密着が得られ、高い摩耗耐久性が得られる。
 プラスチック基材の前処理の方法は、プラスチック基材表面の汚染物を除去し、プラスチック基材表面を親水化できる方法であれば特に限定されない。例えば、湿式洗浄としては、食器用洗剤等による中性洗剤洗浄処理、エタノール、2-プロパノール等のアルコールによるアルコール洗浄処理、アルカリ性洗浄剤によるアルカリ洗浄処理が挙げられ、その他の洗浄方法としては、酸素やアルゴンのプラズマによるプラズマ洗浄処理、OHラジカルによるラジカル洗浄処理などが挙げられる。これらの方法を組み合わせて用いてもよい。中性洗剤洗浄処理やアルカリ洗浄処理が好ましく、プラズマによるプラズマ洗浄処理やOHラジカルによるラジカル洗浄処理がより好ましい。中性洗剤洗浄処理もしくはアルカリ洗浄処理に続いてプラズマによるプラズマ洗浄処理もしくはOHラジカルによるラジカル洗浄処理を行うことが更に好ましい。
 プラスチック基材の前処理の効果は、プラスチック基材表面の親水性の度合いにより確認される。親水性は基材上の水の接触角により評価でき、40度以下が好ましく、20度以下がより好ましく、10度以下が更に好ましい。なお、水の接触角はJIS R 3257:1999に準拠して測定される。
〔酸化珪素下地層〕
 酸化珪素下地層は酸化珪素膜からなり、該酸化珪素膜の形成方法としては、乾式塗布法や湿式塗布法を用いることができる。乾式塗布法としては物理気相蒸着(PVD)法や化学気相蒸着(CVD)法が挙げられる。湿式塗布法としては、シリカナノ粒子を用いる方法や、珪素アルコキシドを用いるゾル-ゲル法、ポリシラザンの水分との反応によるシリカガラス転化による方法が挙げられる。
 上記のCVD法は、熱CVD法、反応種により支援されるCVD法、光CVD法等を用いることができる。プラスチック基材温度の上昇を抑える観点で、反応種により支援されるCVD法を好適に用いることができる。
 反応種により支援されるCVD法とは、反応種の化学反応により前駆体が酸化珪素に変換されプラスチック基材上に堆積される方法で、反応種とは酸素を含むプラズマに含まれるイオン、電子、ラジカルや、オゾンガスと不飽和炭化水素ガス(例えば、エチレンガス)によるOHラジカル等を用いることができる。例えば酸素を含むプラズマを利用したCVD法による酸化珪素膜の形成方法については特許文献9、10(特開2020-090652号公報、特許第5655215号公報)に記載の方法を挙げることができ、OHラジカルを用いたCVD法による酸化珪素膜の形成方法については特許文献14(特許第6569831号公報)に記載の方法を挙げることができる。
 該酸化珪素の前駆体としては、珪素化合物が用いられる。例えば、SiH4、Si26、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザンが好適に用いられる。
 該酸化珪素膜形成時のCVD条件は用いるプラスチック基材や前駆体の種類により適宜設定される。酸化珪素の膜密度は特にプラスチック基材温度に依存し変化するため、SiH4を前駆体に用いる場合のプラスチック基材温度は30℃以上150℃未満が好ましく、30~140℃がより好ましく、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザンを前駆体に用いる場合のプラスチック基材温度は30~250℃未満が好ましく、30~150℃がより好ましい。これにより、膜形成時に酸化珪素が最密に充填されなくなり、下記の膜密度が達成される。
 前記湿式塗布法でシリカナノ粒子を用いる方法としては、例えば特許文献13(国際公開第2019/035271号)に記載の方法を挙げることができる。この方法の場合、形成される膜密度はほぼ2.0g/cm3程度となる。
 前記湿式塗布法で珪素アルコキシドを用いるゾル-ゲル法としては、例えば特許文献29(特開2007-11033号公報)に記載の方法等を挙げることができる。
 前記湿式塗布法でポリシラザンを用いる方法としては、前駆体としてパーヒドロポリシラザンをスプレー、刷毛塗り、スピンコート、浸漬塗工等により塗布し、大気雰囲気下において放置し酸化珪素に転化させることができる。この方法としては、例えば特許文献10(特許第5655215号公報)に記載の方法を挙げることができる。放置時の環境温度は15~30℃が好ましく、湿度(相対湿度)は30~95%RHが好ましく、放置時間は12~36時間程度が好ましい。
 上記の酸化珪素下地層の膜密度は、1.8~2.2g/cm3であり、1.80~2.20g/cm3であることが好ましく、1.84~2.15g/cm3であることがより好ましい。酸化珪素下地層の膜密度が1.8g/cm3未満では酸化珪素下地層内の空隙(ボイド)が増加し、表面積の増加により酸化珪素下地層と撥水撥油表面層との密着性は向上するものの酸化珪素下地層自体の強度が低下してしまい、2.2g/cm3を超えると酸化珪素下地層自体の強度は保持されるものの酸化珪素下地層と撥水撥油表面層との密着性が低下してしまう。該酸化珪素下地層の膜密度は、X線反射率法(XRR:X-ray Reflectometry)により測定することができる。なお、本発明においては、上述した方法及び条件により酸化珪素膜を形成することで、酸化珪素下地層の膜密度を上記の範囲内とすることができる。
 上記の酸化珪素下地層の膜厚は、80~300nmであり、80~220nmであることが好ましい。酸化珪素下地層の膜厚が80nm未満では酸化珪素下地層と基材間の良好な密着性が得られない場合があり、300nmを超えると酸化珪素下地層自体の強度不足による撥水撥油表面層との密着性不良が起こる場合がある。該酸化珪素下地層の膜厚は、X線反射率法(XRR:X-ray Reflectometry)により測定することができる。
 該酸化珪素下地層の膜中水素濃度は、2at%以上で、かつ8at%以下であることが好ましく、4at%以上で、かつ7at%以下がより好ましい。該酸化珪素の膜中水素濃度は、ラザフォード後方散乱法により測定することができる。
 該酸化珪素下地層表面は撥水撥油表面層の形成前に前処理を行ってよい。前処理により酸化珪素下地層と撥水撥油表面層の良好な密着が得られ、高い摩耗耐久性が得られる。
 該酸化珪素下地層の前処理の方法は、酸化珪素下地層表面の汚染物を除去できる方法であれば特に限定されない。例えば、酸素プラズマやアルゴンプラズマによるプラズマ洗浄処理、OHラジカルによるラジカル洗浄処理などを好適に用いることができる。前処理を行う場合、特にはプラズマ洗浄処理を行うことが好ましい。
〔撥水撥油表面層〕
 撥水撥油表面層は、加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物の硬化物を主成分とするものであり、酸化珪素下地層の上に加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物を含有する表面処理剤を用いて形成される。該加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーとしては、特許第6260579号公報、特許第6828744号公報、特許第5761305号公報、特許第6451279号公報、特許第6741074号公報、特許第6617853号公報、特開2011-116947号公報、特開2007-197425号公報、特開2007-297589号公報、特開2007-297543号公報、特開2008-088412号公報、特開2008-144144号公報、特開2010-031184号公報、特開2010-047516号公報、特開2011-178835号公報、特開2014-084405号公報、特開2014-105235号公報、特開2013-253228号公報、特開2014-218639号公報、国際公開第2013/121984号(特許文献1~6、15~28)に記載の化合物を使用することができる。
 加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーに関して更に具体的に説明する。
 該加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーは、分子中の少なくとも1個、好ましくは1~3個の末端に、下記式(11)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、Rは炭素数1~4のアルキル基又はフェニル基であり、Xは独立に加水分解性基であり、aは2又は3である。)
で示される基(加水分解性シリル基)を少なくとも2個、好ましくは2~3個(即ち、分子中に少なくとも2個、好ましくは2~9個、より好ましくは2~6個)有するものであり、分子中に-(Cb2bO)m-(式中、bは単位毎に独立に1~6の整数であり、mは1~250の整数である。)で示されるポリフルオロオキシアルキレン構造を有することが好ましい。
 上記式(11)において、Xは互いに異なっていてよい加水分解性基である。このようなXとしては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基などの炭素数1~10のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、エトキシメトキシ基、エトキシエトキシ基などの炭素数2~10のアルコキシ置換アルコキシ基、アセトキシ基、プロピオノキシ基などの炭素数2~10のアシロキシ基、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、プロペノキシ基、イソプロペノキシ基などの炭素数2~10のアルケニルオキシ基、クロル基、ブロモ基、ヨード基などのハロゲン基などが挙げられる。中でもメトキシ基、エトキシ基、イソプロペノキシ基、クロル基が好適である。
 上記式(11)において、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基又はフェニル基であり、中でもメチル基、エチル基が好適である。
 上記式(11)において、aは2又は3であり、反応性、基材に対する密着性の観点から、3が好ましい。
 上記式(11)における基としては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 また、上記-(Cb2bO)m-で示されるポリフルオロオキシアルキレン構造において、bは単位毎に独立に1~6の整数、好ましくは1~4の整数であり、mは1~250の整数、好ましくは1~140の整数である。
 上記-Cb2bO-で示される繰り返し単位としては、例えば、下記式で示される単位等が挙げられる。
-CF2O-、
-CF2CF2O-、
-CF2CF2CF2O-、
-CF(CF3)CF2O-、
-CF2CF2CF2CF2O-、
-CF2CF2CF2CF2CF2CF2O-、
-C(CF32O-
 これらの中では、特に下記式で示される繰り返し単位が好適である。
-CF2O-、
-CF2CF2O-
 なお、上記ポリフルオロオキシアルキレン構造は、上記繰り返し単位の1種で構成されていてもよいし、2種以上の組み合わせで構成されていてもよい。
 本発明においては、加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーとして、下記式(1)、(4)又は(7)で示される1種又は2種以上のフルオロポリエーテル基含有ポリマーを含むものである。特には加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーの全てが式(1)、(4)及び(7)で示される1種又は2種以上のフルオロポリエーテル基含有ポリマーであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
[式中、Rfは-Cd2d-O-(CF2O)p(C24O)q(C36O)r(C48O)s(C510O)t(C612O)u-Cd2d-(但し、dは単位毎に独立に0~5の整数であり、p、q、r、s、t及びuはそれぞれ独立に0~150の整数であり、p、q、r、s、t及びuの和は1~250の整数であり、これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、p、q、r、s、t及びuが付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。)で示される2価のポリフルオロオキシアルキレン構造含有基であり、A1は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はDであり、Dは独立に下記式(2)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
〔式中、Qは単結合又は2価の有機基であり、Zは3~8価の基であり、αは2~7の整数であり、Wは独立に下記式(3)で示される1価の加水分解性シリル基含有基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、R、X、aは上記と同じであり、Yは単結合、又はフッ素原子、ケイ素原子及びシロキサン結合から選ばれる1種もしくは2種以上を有していてもよい2価炭化水素基である。)〕]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
[式中、Rfは上記と同じであり、A2は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はGであり、Gは独立に下記式(5)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
〔式中、Wは上記と同じであり、Bは水素原子、又は-OSであり、Sは水素原子、炭素数1~10の1価炭化水素基、又は下記式(6)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式中、Tは単結合又は2価の基であり、Lは独立に炭素数1~4の2価炭化水素基であり、Eは炭素数1~6の1価炭化水素基、又はWであり、lは0~20の整数である。)〕]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
[式中、Rfは上記と同じであり、A3は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はJであり、Jは独立に下記式(8)で示される1価の基であり、J中にWを2個以上有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
〔式中、Sは上記と同じであり、Vは単結合又はエーテル結合を有していてもよい炭素数2~15の2価炭化水素基であり、Mは独立に下記式(9)で示される1価の基であり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式中、Y、S及びWは上記と同じであり、fは1~3の整数である。)
eは1又は2である。〕]
 まず、下記式(1)で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマーについて説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 上記式(1)において、Rfは-Cd2d-O-(CF2O)p(C24O)q(C36O)r(C48O)s(C510O)t(C612O)u-Cd2d-で示される2価のポリフルオロオキシアルキレン構造(パーフルオロポリエーテル構造)含有基であり、dは単位毎に独立に0~5の整数であり、好ましくは0~2の整数であり、より好ましくは0又は1である。p、q、r、s、t及びuはそれぞれ独立に0~150の整数であり、好ましくは0~100の整数であり、より好ましくは0~60の整数であり、p、q、r、s、t及びuの和は1~250の整数であり、好ましくは3~140の整数であり、より好ましくは7~70の整数である。これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。なお、p、q、r、s、t及びuが付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。
 Rfの2価のポリフルオロオキシアルキレン構造含有基として、具体的には、下記構造で示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式中、p’、q’、r’、s’、t’及びu’はそれぞれ独立に1~150の整数であり、p’、q’、r’、s’、t’及びu’の合計は12~250であり、これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、p’、q’、r’、s’、t’及びu’が付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。d’は単位毎に独立に0~5の整数である。これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。)
 上記式(1);A1-Rf-Dにおいて、A1は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はD(即ち、後述する式(2);-Q-Z(W)αで示される1価の基)であり、末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基としては、好ましくは炭素数1~6のフルオロアルキル基、特には、ポリマーの末端がCF3-又はCF2H-となるものが好ましい。
 このようなA1の末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基としては、例えば下記の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 上記式(1);A1-Rf-Dにおいて、Dは独立に下記式(2)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記式(2)において、Qは単結合又は2価の有機基であり、単結合以外のQとして、好ましくは、アミド結合(例えば、非置換アミド結合、N-メチル置換アミド結合、N-フェニル置換アミド結合)、エーテル結合、エステル結合、スルフィド結合、ウレタン結合、シロキサン結合、トリアジン結合、ジオルガノシリレン基(例えば、ジメチルシリレン基等のジアルキルシリレン基)、シルアリーレン結合(例えば、シルフェニレン結合)及びシルアルキレン結合(例えば、シルエチレン結合)からなる群より選ばれる1種以上の結合を含んでいてもよい炭素数1~15、好ましくは炭素数2~15の非置換又は置換の2価炭化水素基であり、好ましくは前記結合を含んでいてもよい非置換又はフッ素置換の炭素数1~12、好ましくは炭素数2~12の2価炭化水素基である。
 ここで、シルアルキレン結合、シルアリーレン結合としては、下記に示すものが例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(式中、R1はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1~8、より好ましくは炭素数1~4のアルキル基、フェニル基等の炭素数6~10のアリール基であり、R1は同一でも異なっていてもよい。R2はメチレン基、エチレン基、プロピレン基(トリメチレン基、メチルエチレン基)等の炭素数1~4のアルキレン基、フェニレン基等の炭素数6~10のアリーレン基である。)
 このような単結合以外のQとしては、例えば下記の基が挙げられる。なお、下記の構造において、左側の結合手はRfと、右側の結合手はZと結合することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
(式中、vは2~4の整数である。)
 上記式(2);-Q-Z(W)αにおいて、Zは3~8価の基であり、好ましくは、ケイ素原子、窒素原子、及びシロキサン結合を有する3~8価のオルガノポリシロキサン残基、好ましくはケイ素原子数3~13個、より好ましくはケイ素原子数3~5個の直鎖状、分岐状もしくは環状のオルガノポリシロキサン残基から選ばれる3~8価、好ましくは3又は4価の基である。また、2個のケイ素原子がエチレン基等のアルキレン基で結合されたシルエチレン構造等のシルアルキレン構造、即ち、Si-(CH2n-Siを含んでいてもよい(前記式においてnは2~6の整数、好ましくは2~4の整数である。)。
 また、シロキサン結合を有する3~8価のオルガノポリシロキサン残基としては、下記に示すものが例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(式中、R1は上記と同じである。gは3~12の整数、好ましくは3又は4であり、hは3~8の整数、好ましくは3又は4、jは0~8の整数、好ましくは0又は1で、h+jは3~13の整数、好ましくは3~5の整数であり、kは2又は3である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
[式中、R4は独立にR1又は下記式(a)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(式中、R1は上記と同じであり、j1は1~6の整数、好ましくは1であり、左側の結合手がSiと結合する。)
で表される基であり、R5は独立に単結合又は下記式(b)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(式中、R2、R4は上記と同じであり、j2は0~6の整数、好ましくは0~3の整数であり、j3は0~6の整数、好ましくは0~2の整数であり、括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。左側の結合手がSiと結合する。)
で表される基であり、R4の少なくとも1個は式(a)である。]
 このようなZとしては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 上記式(2);-Q-Z(W)αにおいて、Wは独立に下記式(3)で示される1価の加水分解性シリル基含有基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(式中、R、X、aは上記と同じであり、Yは単結合、又はフッ素原子、ケイ素原子及びシロキサン結合から選ばれる1種もしくは2種以上を有していてもよい2価炭化水素基である。)
 上記式(3)において、R、X、aは上記式(11)のR、X、aと同じであり、上記式(11)のR、X、aと同様のものが例示できる。
 上記式(3)において、Yは、単結合、又はフッ素原子、ケイ素原子及びシロキサン結合から選ばれる1種もしくは2種以上を有していてもよい、好ましくは炭素数1~20の2価炭化水素基であり、フッ素原子、ケイ素原子及びシロキサン結合から選ばれる1種もしくは2種以上を有していてもよい2価炭化水素基としては、炭素数1~10のアルキレン基、フッ素原子を含む炭素数1~10のアルキレン基、炭素数6~8のアリーレン基を含むアルキレン基(アルキレン・アリーレン基)、アルキレン基相互がシルアルキレン構造又はシルアリーレン構造を介して結合している2価の基、及びケイ素原子数2~10個の直鎖状又はケイ素原子数3~10個の分岐状もしくは環状の2価のオルガノポリシロキサン残基の結合手に炭素数2~10のアルキレン基が結合している2価の基からなる群より選ばれる基である。
 単結合以外のYとして、具体的には、下記に示すものが例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 上記式(3)における基としては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 上記式(2);-Q-Z(W)αにおいて、Wの数を示すαは2~7の整数である。
 上記式(2)における基;-Q-Z(W)α(即ち、式(1)のD)としては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 上記式(1)で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマーとしては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
(式中、A1、Rfは上記と同じである。)
 次に、下記式(4)で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマーについて説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 上記式(4)において、Rfは上記と同じであり、上記式(1)のRfで例示したものと同様のものが例示できる。
 上記式(4);A2-Rf-Gにおいて、A2は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はG(即ち、後述する式(5);-C(B)(W)2で示される1価の基)であり、末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基としては、好ましくは炭素数1~6のフルオロアルキル基、特には、ポリマーの末端がCF3-又はCF2H-となるものが好ましい。
 このようなA2の末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基としては、例えば下記の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 上記式(4);A2-Rf-Gにおいて、Gは独立に下記式(5)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 上記式(5)において、Wは上記と同じであり、上記式(2)のWで例示したものと同様のものが例示できる。
 上記式(5);-C(B)(W)2において、Bは水素原子、又は-OSであり、Sは水素原子、炭素数1~10の1価炭化水素基、又は下記式(6)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 ここで、Sの炭素数1~10の1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基などが挙げられ、炭素数1~3のアルキル基、フェニル基が好ましい。
 上記式(6);-T-(LO)l-Eにおいて、Tは単結合又は2価の基であり、好ましくは、単結合、又はケイ素原子、シロキサン結合、シルアルキレン結合(例えばシルエチレン結合、シルプロピレン結合)、シルアリーレン結合(例えばシルフェニレン結合)及びジオルガノシリレン基(例えば、ジメチルシリレン基等のジアルキルシリレン基、ジメトキシシリレン基等のジアルコキシシリレン基)からなる群より選ばれる1種以上の結合を含んでいてもよい炭素数2~20の2価炭化水素基、2価のシロキサン結合、シルアルキレン基もしくはジオルガノシリレン基であり、単結合以外のTとして、具体的には、下記に示すものを例示することができる。なお、下記の構造において、右側の結合手がL又はEと結合することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 上記式(6);-T-(LO)l-Eにおいて、Lは独立にメチレン基、エチレン基、プロピレン基(トリメチレン基、メチルエチレン基)、ブチレン基(テトラメチレン基)等のアルキレン基などの炭素数1~4の2価炭化水素基であり、(LO)単位ごとに炭素数は単一でも混合されていてもよい。
 上記式(6);-T-(LO)l-Eにおいて、lは0~20の整数、好ましくは0~10の整数、より好ましくは0~6の整数である。なお、(LO)を有する場合、lは1以上、特に2以上であることが好ましい。
 上記式(6);-T-(LO)l-Eにおいて、Eは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基、フェニル基などの炭素数1~6の1価炭化水素基、又はWであり、Wは上記と同じであり、上記式(2)のWで例示したものと同様のものが例示できる。
 上記式(6);-T-(LO)l-Eで示される1価の基としては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 上記式(5);-C(B)(W)2で示される1価の基(即ち、式(4)のG)としては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 上記式(4)で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマーとしては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
(式中、A2、Rfは上記と同じである。)
 次に、下記式(7)で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマーについて説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 上記式(7)において、Rfは上記と同じであり、上記式(1)のRfで例示したものと同様のものが例示できる。
 上記式(7);A3-Rf-Jにおいて、A3は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はJ(即ち、後述する式(8);-V-C(=O)N(S)2-e(M)eで示される1価の基)であり、末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基としては、好ましくは炭素数1~6のフルオロアルキル基、特には、ポリマーの末端がCF3-又はCF2H-となるものが好ましい。
 このようなA3の末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基としては、例えば下記の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 上記式(7);A3-Rf-Jにおいて、Jは独立に下記式(8)で示される1価の基であり、J中にWを2個以上有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 上記式(8)において、Sは上記と同じであり、上記のSで例示したものと同様のものが例示できる。
 上記式(8)において、Vは単結合又はエーテル結合を有していてもよい炭素数2~15の2価炭化水素基であり、単結合以外のVとして、具体的には、下記に示すものを例示することができる。なお、下記の構造において、右側の結合手が炭素原子(-C(=O)-)と結合することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 上記式(8)において、eは1又は2であり、1であることが好ましい。
 上記式(8)において、Mは独立に下記式(9)で示される1価の基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 上記式(9)において、Y、S、Wは上記と同じであり、それぞれ上記式(3)のY、上記のS、上記式(2)のWで例示したものと同様のものが例示できる。
 上記式(9)において、fは1~3の整数である。
 上記式(9);-Y-C(S)3-f(W)fで示される1価の基(即ち、式(8)のM)としては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 上記式(8);-V-C(=O)N(S)2-e(M)eで示される1価の基としては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 上記式(7)で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマーとしては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
(式中、A3、Rfは上記と同じである。)
 本発明の物品において、撥水撥油表面層を形成するための、加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物を含む表面処理剤は、上述した加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又は該ポリマーの部分加水分解縮合物に加えて、更に、下記式(10)で示される加水分解性シリル基を含有しないフルオロポリエーテル基含有ポリマー(以下、加水分解性シリル基を含有しないポリマーという)及び/又はその部分(加水分解)縮合物を含有する混合物(即ち、フルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物)であってもよい。なお、本発明において、「部分(加水分解)縮合物」とは、部分縮合物又は部分加水分解縮合物のことである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
[式中、Rfは上記と同じであり、上記式(1)のRfで例示したものと同様のものが例示できる。A4は独立に末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、-OR3、-COOR3又は-PO(OR32(R3は水素原子又は炭素数1~10の1価炭化水素基である。)である。]
 上記式(10)において、A4は独立に末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、-OR3、-COOR3又は-PO(OR32であり、末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基としては、A1の末端がCF3-又はCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基として例示したものと同様のものが例示できる。
 ここで、R3は水素原子又は炭素数1~10の1価炭化水素基であり、1価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基などが挙げられ、R3としては、水素原子、炭素数1~3のアルキル基、フェニル基が好ましい。
 A4の-OR3、-COOR3、-PO(OR32としては、-OH、-OCH3、-COOH、-COOCH3、-PO(OH)2、-OC25、-COOC25が例示できる。
 上記式(10)で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマーとしては、下記に示すものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
(式中、p”、q”、r”、s”、t”及びu”はそれぞれ独立に0~150の整数であり、p”、q”、r”、s”、t”及びu”の合計は12~250であり、これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、p”、q”、r”、s”、t”及びu”が付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。)
 本発明の物品において、撥水撥油表面層の形成に用いられる表面処理剤は、上記式(1)、(4)又は(7)で示される分子鎖片末端に少なくとも2個の加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又は該ポリマーの部分加水分解縮合物(片末端型ポリマー)の少なくとも1種、又は上記式(1)、(4)又は(7)で示される分子鎖両末端にそれぞれ少なくとも2個の加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又は該ポリマーの部分加水分解縮合物(両末端型ポリマー)の少なくとも1種を含有するものであるか、該片末端型ポリマーの少なくとも1種と該両末端型ポリマーの少なくとも1種とを含有する混合物を含有するものであるか、あるいは、これらのいずれかに、更に上記加水分解性シリル基を含有しないポリマーを含有する混合物(フルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物)を含むものである。
 表面処理剤中に含まれるフルオロポリエーテル基含有ポリマー混合物(フルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物)において、片末端型ポリマー及び/又は両末端型ポリマーと加水分解性シリル基を含有しないポリマーとの混合比率は特に制限されるものでないが、通常、片末端型ポリマー及び/又は両末端型ポリマーと加水分解性シリル基を含有しないポリマーからなるフルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物全体に対して加水分解性シリル基を含有しないポリマーが0.01~30モル%、特には0.1~10モル%の比率であることが望ましい。
 表面処理剤においては、上記加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物、あるいはフルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物の数平均分子量が1,000~20,000の範囲であることが好ましい。より好ましくは該数平均分子量が2,000~10,000、特に好ましくは3,000~8,000である。なお、該数平均分子量は、19F-NMR分析の特性ピーク強度比率から算出することができる。
 上記数平均分子量の範囲である加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物、あるいはフルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物は、上記加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物、あるいはフルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物を、精留又は分子蒸留することにより得ることができる。
 また、上記数平均分子量の範囲である加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物、あるいはフルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物は、フルオロポリエーテル基含有ポリマーを合成する際に用いるフッ素化合物を、予め上記の数平均分子量であるものとすることによっても調製できる。
 表面処理剤には、必要に応じて、加水分解縮合触媒、例えば、有機錫化合物(ジブチル錫ジメトキシド、ジラウリン酸ジブチル錫など)、有機チタン化合物(テトラn-ブチルチタネートなど)、有機酸(酢酸、メタンスルホン酸、フッ素変性カルボン酸など)、無機酸(塩酸、硫酸など)を添加してもよい。これらの中では、特に酢酸、テトラn-ブチルチタネート、ジラウリン酸ジブチル錫、フッ素変性カルボン酸などが望ましい。添加量は触媒量であり、通常、加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物100質量部に対して0.01~5質量部、特に0.1~1質量部である。
 また、表面処理剤は溶剤を含んでよい。溶剤は、好ましくはフッ素変性脂肪族炭化水素系溶剤(パーフルオロヘプタン、パーフルオロオクタンなど)、フッ素変性オレフィン系溶剤(メトキシパーフルオロヘプテンなど)、フッ素変性芳香族炭化水素系溶剤(m-キシレンヘキサフルオライド、ベンゾトリフルオライド、1,3-トリフルオロメチルベンゼンなど)、フッ素変性エーテル系溶剤(メチルパーフルオロブチルエーテル、エチルパーフルオロブチルエーテル、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)など)、フッ素変性アルキルアミン系溶剤(パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロトリペンチルアミンなど)、炭化水素系溶剤(石油ベンジン、ミネラルスピリッツ、トルエン、キシレンなど)、ケトン系溶剤(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)であるのがよい。中でも、溶解性、濡れ性などの点で、フッ素変性された溶剤(フッ素系溶剤という)が望ましく、特には、1,3-トリフルオロメチルベンゼン、m-キシレンヘキサフルオライド、パーフルオロ(2-ブチルテトラヒドロフラン)、パーフルオロトリブチルアミン、及びエチルパーフルオロブチルエーテルが好ましい。
 上記溶剤はその2種以上を混合してもよく、加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物、あるいはフルオロポリエーテル基含有ポリマー組成物を均一に溶解させることが好ましい。なお、溶剤に溶解させる加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物の最適濃度は、表面処理剤の使用方法に応じて適宜選択すればよく、制限されるものではない。通常は0.01~30質量%、好ましくは0.02~25質量%、更に好ましくは0.05~20質量%となるように溶解させる。
 表面処理剤を用いた撥水撥油表面層の形成は、刷毛塗り、ディッピング(浸漬)、スプレー、蒸着処理(物理気相蒸着(PVD)法)など公知の方法を用いることができる。これらの中でも物理気相蒸着(PVD)法、スプレー法又は浸漬法で形成することが好ましい。物理気相蒸着(PVD)法の蒸着処理時の加熱方法は、抵抗加熱方式でも、電子ビーム加熱方式のどちらでもよく、特に限定されるものではない。
 撥水撥油表面層の形成後に硬化処理を行うことが好ましい。硬化処理とは、20~200℃の温度、95%以下の相対湿度の環境下に0.5時間以上暴露することであり、撥水撥油表面層の形成方法によって適宜条件が設定される。例えば、直接塗工(刷毛塗り、ディッピング、スプレー等)の場合は、60~150℃、85%以下の相対湿度にて30分~24時間、蒸着塗工の場合は、25~150℃、85%以下の相対湿度に30分~24時間が好ましい。
 撥水撥油表面層の膜厚は、通常0.1~100nmであり、1~20nmが好ましい。撥水撥油表面層の膜厚は、上述したXRRや、分光エリプソメトリーにより測定できる。
 以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記実施例によって限定されるものではない。なお、下記の例示において、数平均分子量は、19F-NMR分析の特性ピーク強度比率から算出した値である。
[比較例1]
〔プラスチック基材の洗浄〕
 シリコーンハードコートポリカーボネート(HC/PC)板(100mm×50mm×3mm(厚さ))(Sabic製LEXAN MARGARD)を食器用中性洗剤とアクリルスポンジを使用し洗浄した。その後、イオン交換水でよくすすぎを行い、プラスチック基材の水分を圧縮空気により吹き飛ばし乾燥させた。
〔プラスチック基材のプラズマ洗浄〕
 上記の洗浄を行ったHC/PC基材表面を酸素アルゴン混合プラズマにより処理した。処理条件を以下に示す。
処理装置:PDC510(ヤマト科学製)
酸素ガス流量:10sccm(Standard Cubic CentiMeters)
アルゴンガス流量:100sccm
処理圧力:60Pa
rf供給電力:250W
処理時間:30秒
〔OHラジカルを用いたCVD法)による酸化珪素下地層の形成〕
 特許第6569831号公報(特許文献14)に示されるCVD法を用いて、酸化珪素下地層を上記HC/PC基材に形成した。以下の処理条件で、膜厚5nm、膜密度は2.0g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。
前駆体物質:テトラエトキシシラン
基材温度:30℃
処理ガス(流量):オゾンガス(150sccm)
         エチレンガス(50sccm)
         テトラエトキシシラン(1sccm)
         窒素ガス(15sccm)
 上記の酸化珪素下地層の膜厚と膜密度はX線反射率測定により得た。即ち、測定したプロファイルについてシミュレーションフィッティングを行い、膜厚、密度を求めた。
 測定条件を以下に示す。
測定装置:SmartLab(リガク製)
X線源:回転対陰極(Cu)、出力45kV,200mA
入射光学系:Ge(111)非対称ビーム圧縮結晶
受光側ソラースリット:5.0°
スリット:入射側 IS=0.05mm
     受光側 RS1=0.1mm、RS2=0.1mm
走査条件:走査軸 2θ/ω
     走査速度 0.2°/分
     ステップ幅 0.002°
〔物理気相蒸着(PVD)による撥水撥油表面層の形成〕
 抵抗加熱型真空蒸着装置(VTR-350M、アルバック機工製)に上記の酸化珪素下地層付きHC/PC基材をセットし、抵抗加熱部に下記の表面処理剤を5μL滴下し、減圧した。容器内圧力が3×10-3Pa以下にまで減圧されたら、抵抗加熱を開始した。抵抗加熱部から約20cm離れた位置に設置された水晶振動子膜厚計における最大蒸発速度が1.0nm/秒になるように抵抗加熱に投入する電力を調整した。水晶振動子膜厚計における蒸発速度が0.1nm/秒まで減少してから100秒間は抵抗加熱を継続した。装置冷却のため、5分間待機後、大気開放を行い、フルオロポリエーテル基含有ポリマーが塗布されたHC/PC基材を得た。
 上記のフルオロポリエーテル基含有ポリマーを塗布したHC/PC基材を25℃、相対湿度50%の環境下で24時間放置し、撥水撥油表面層を硬化して定着させ、フルオロポリエーテル基含有ポリマーによる膜厚10nmの撥水撥油表面層を有するHC/PC基材を得た。
 上記の撥水撥油表面層の膜厚は、蛍光X線測定装置((株)リガク製、商品名:蛍光エックス線計測装置Primini)で、フッ素元素由来の蛍光X線強度を定量し、検量線を用いて算出した。
〔表面処理剤の調製〕
 下記式で表される化合物(A)(数平均分子量4,000)をフッ素系溶剤(3M社製NOVEC HFE-7200)に濃度が20質量%になるように溶解し、表面処理剤とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
(p/q=1.0、p+q=46)
[実施例1]
 酸化珪素下地層の膜厚が100nmになるように成膜時間を調整した以外は、比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例2]
 酸化珪素下地層の膜厚が200nmになるように成膜時間を調整した以外は、比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例3]
 酸化珪素下地層の形成条件を以下に変更し、酸化珪素下地層の膜厚が200nm、膜密度が2.2g/cm3とした以外は、比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
前駆体物質:ヘキサメチルジシラザン
基材温度:150℃
処理ガス(流量):オゾンガス(200sccm)
         エチレンガス(20sccm)
         ヘキサメチルジシラザン(5sccm)
         窒素ガス(15sccm)
[比較例2]
 以下の手法により酸化珪素下地層を形成した以外は比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
〔シリカナノ粒子による酸化珪素下地層の形成〕
 比較例1と同様の洗浄及びプラズマ洗浄を行ったHC/PC基材に、シリカナノ粒子の水分散液を浸漬塗工し、膜厚4nm、膜密度2.0g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。形成条件を以下に示す。
シリカナノ粒子平均粒径:2nm
シリカナノ粒子濃度:0.1質量%
浸漬時間:30秒
引上げ速度:3.0mm/秒
乾燥条件:150℃、30分
[比較例3]
 以下の浸漬条件により酸化珪素下地層の膜厚を10nmにしたこと以外は比較例2と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
シリカナノ粒子平均粒径:2nm
シリカナノ粒子濃度:0.1質量%
浸漬時間:30秒
引上げ速度:0.5mm/秒
乾燥条件:150℃、30分
[比較例4]
 以下の手法により酸化珪素下地層を形成した以外は比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
〔ポリシラザンを用いた酸化珪素下地層の形成〕
 比較例1と同様の洗浄及びプラズマ洗浄を行ったHC/PC基材に、パーヒドロポリシラザン溶液(AZエレクトロニックマテリアル社製アクアミカNP-140-01)をスプレー塗工し、25℃、相対湿度85%の大気雰囲気下で24時間放置して硬化させ、膜厚10nm、膜密度2.0g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。
[比較例5]
 酸化珪素下地層の硬化条件を25℃、相対湿度40%の大気雰囲気下で24時間放置にした以外は比較例4と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例4]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmとした以外は比較例5と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例6]
 酸化珪素下地層の硬化条件を25℃、相対湿度5%の大気雰囲気下で24時間放置にした以外は比較例4と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例7]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmとした以外は比較例6と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例8]
 以下の手法により酸化珪素下地層を形成した以外は比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
〔物理気相蒸着(PVD)による酸化珪素下地層の形成〕
 比較例1と同様の洗浄及びプラズマ洗浄を行ったHC/PC基材に、酸化珪素を電子ビーム蒸着し、膜厚5nm、膜密度2.3g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。形成条件を以下に示す。
蒸着源:SiO2顆粒(2mm)
到達圧力:1×10-3Pa
堆積レート:1nm/秒
[比較例9]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmとした以外は比較例8と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例10]
 酸化珪素下地層の膜厚を200nmとした以外は比較例8と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例11]
 以下の手法により酸化珪素下地層を形成した以外は比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
〔プラズマCVD法による酸化珪素下地層の形成〕
 比較例1と同様の洗浄及びプラズマ洗浄を行ったHC/PC基材に、プラズマCVD法を用いて酸化珪素下地層を形成した。以下の処理条件で、膜厚10nm、膜密度は2.4g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。
前駆体物質:SiH4
基材温度:150℃
rfプラズマ源供給電力:300W
処理圧力:150Pa
処理ガス(流量比):SiH4:N2O:H2=1:30:180
[比較例12]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmにした以外は比較例11と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例13]
 酸化珪素下地層の膜厚を200nmにした以外は比較例11と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例14]
 下記式で表される化合物(B)(数平均分子量4,000)をフッ素系溶剤(3M社製NOVEC HFE-7200)に濃度が20質量%になるように溶解した表面処理剤を用いた以外は比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
(p/q=1.0、p+q=42)
[実施例5]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は実施例2と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例6]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は実施例3と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例7]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は実施例4と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例15]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は比較例7と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例16]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は比較例10と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例17]
 下記式で表される化合物(C)(数平均分子量4,000)をフッ素系溶剤(3M社製NOVEC HFE-7200)に濃度が20質量%になるように溶解した表面処理剤を用いた以外は比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
(p/q=1.0、p+q=42)
[実施例8]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は実施例2と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例9]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は実施例3と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例10]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は実施例4と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例18]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は比較例7と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例19]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は比較例10と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例20]
 プラスチック基材としてハードコートポリイミドフィルム(100mm×50mm×0.1mm(厚さ))を用いた以外は比較例1と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例11]
 酸化珪素下地層の膜厚が100nmになるように成膜時間を調整した以外は、比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例12]
 酸化珪素下地層の膜厚が200nmになるように成膜時間を調整した以外は、比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例13]
 酸化珪素下地層の形成条件を以下に変更し、酸化珪素下地層の膜厚が200nm、膜密度が2.2g/cm3とした以外は、比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
前駆体物質:ヘキサメチルジシラザン
基材温度:150℃
処理ガス(流量):オゾンガス(200sccm)
         エチレンガス(20sccm)
         ヘキサメチルジシラザン(5sccm)
         窒素ガス(15sccm)
[比較例21]
 以下の手法により酸化珪素下地層を形成した以外は比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
〔ポリシラザンを用いた酸化珪素下地層の形成〕
 比較例20と同様の洗浄及びプラズマ洗浄を行ったHC/PI基材に、パーヒドロポリシラザン溶液(AZエレクトロニックマテリアル社製アクアミカNP-140-01)をスプレー塗工し、25℃、相対湿度40%の大気雰囲気下で24時間放置して硬化させ、膜厚10nm、膜密度1.8g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。
[実施例14]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmとした以外は比較例21と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例22]
 酸化珪素下地層の硬化条件を25℃、相対湿度5%の大気雰囲気下で24時間放置にした以外は比較例21と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例23]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmとした以外は比較例22と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例24]
 以下の手法により酸化珪素下地層を形成した以外は比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
〔物理気相蒸着(PVD)による酸化珪素下地層の形成〕
 比較例20と同様の洗浄及びプラズマ洗浄を行ったHC/PI基材に、酸化珪素を電子ビーム蒸着し、膜厚5nm、膜密度2.3g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。形成条件を以下に示す。
蒸着源:SiO2顆粒(2mm)
到達圧力:1×10-3Pa
堆積レート:1nm/秒
[比較例25]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmとした以外は比較例24と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例26]
 以下の手法により酸化珪素下地層を形成した以外は比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
〔プラズマCVD法による酸化珪素下地層の形成〕
 比較例20と同様の洗浄及びプラズマ洗浄を行ったHC/PI基材に、プラズマCVD法を用いて酸化珪素下地層を形成した。以下の処理条件で、膜厚10nm、膜密度は2.4g/cm3の酸化珪素下地層を形成した。
前駆体物質:SiH4
基材温度:150℃
rfプラズマ源供給電力:300W
処理圧力:150Pa
処理ガス(流量比):SiH4:N2O:H2=1:30:180
[比較例27]
 酸化珪素下地層の膜厚を100nmにした以外は比較例26と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例28]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例15]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は実施例11と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例16]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は実施例12と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例17]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は実施例14と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例29]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は比較例23と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例30]
 上記の化合物(B)の表面処理剤を用いた以外は比較例25と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例31]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は比較例20と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例18]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は実施例11と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例19]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は実施例12と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[実施例20]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は実施例14と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例32]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は比較例23と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
[比較例33]
 上記の化合物(C)の表面処理剤を用いた以外は比較例25と同様の手順でフルオロポリエーテル基含有ポリマーによる撥水撥油表面層を有する基材を得た。
初期撥水性の評価
 上記にて作製した酸化珪素下地層と撥水撥油表面層を有する基材について、接触角計Drop Master(協和界面科学社製)を用いて、撥水撥油表面層の水に対する接触角(撥水性)を測定した(液滴:2μl、温度:25℃、相対湿度:40%)。水接触角が112度以上で◎(優)、108度以上112度未満で○(良)、100度以上108度未満で△(可)、100度未満を×(不可)とし、表1及び表2に示した。
 実施例、比較例共に初期の水接触角は112度以上が得られ、良好な撥水性を示した。
滑り性の評価
 表面性測定機(TYPE14FW、新東科学製)を用いて、上記にて作製した酸化珪素下地層と撥水撥油表面層を有する基材について動摩擦係数を計測した。擦り材は不織布(ベンコットM-3II、旭化成製)、荷重は100gf/cm2、擦りスピードは500mm/分とした。耐すべり性評価の指標として、動摩擦係数が0.05未満で◎(優)、0.05以上0.1未満で○(良)、0.1以上0.2未満で△(可)、0.2以上を×(不可)とし、表1及び表2に示した。試験環境条件は25℃、相対湿度40%である。
 実施例1~7、11~17、比較例1~16、20~30の動摩擦係数は0.05未満で、良好な滑り性を示した。
摩耗耐久性の評価
〔不織布による摩擦摩耗試験〕
 上記にて作製した酸化珪素下地層と撥水撥油表面層を有するHC/PC基材について、往復摩耗試験機(Type40、新東科学製)を用いて、以下の条件で試験した。
擦り材:不織布(ベンコットM-3II、旭化成製)
荷重:1kgf
往復距離:40mm
往復速度:60往復毎分
総摩擦往復回数:3,000回
 摩擦往復回数500回毎に摩擦摩耗部分の水接触角を計測した。水接触角100度以上を保つ摩耗往復回数を不織布摩耗耐久回数とし、不織布摩耗耐久回数が3,000回以上を◎(優)、2,000回以上3,000回未満を○(良)、1,000回以上2,000回未満を△(可)、1,000回未満を×(不可)とし、表1に示した。試験環境条件は25℃、相対湿度40%である。
〔消しゴムによる摩擦摩耗試験〕
 上記にて作製した酸化珪素下地層と撥水撥油表面層を有するHC/PI基材について、往復摩耗試験機(Type40、新東科学製)を用いて、以下の条件で試験した。
擦り材:消しゴム(Minoan社製、6mm直径)
荷重:1kgf
往復距離:40mm
往復速度:40往復毎分
総摩擦往復回数:1,000回
 摩擦往復回数100回毎に摩擦摩耗部分の水接触角を計測した。水接触角100度以上を保つ摩耗往復回数を消しゴム摩耗耐久回数とし、消しゴム摩耗耐久回数が1,000回以上を◎(優)、500回以上1,000回未満を○(良)、200回以上500回未満を△(可)、200回未満を×(不可)とし、表2に示した。試験環境条件は25℃、相対湿度40%である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075

Claims (6)

  1.  プラスチック基材と、該プラスチック基材の外表面上に形成された酸化珪素を主成分とする下地層と、該酸化珪素下地層の外表面上に形成された撥水撥油表面層とから構成された物品であって、酸化珪素下地層の膜密度が1.8~2.2g/cm3で、酸化珪素下地層の膜厚が80~300nmであり、撥水撥油表面層が加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物の硬化物を主成分とするものであり、該加水分解性シリル基を有するフルオロポリエーテル基含有ポリマーが下記式(1)、(4)又は(7)で示される1種又は2種以上のフルオロポリエーテル基含有ポリマーを含むものである物品。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式中、Rfは-Cd2d-O-(CF2O)p(C24O)q(C36O)r(C48O)s(C510O)t(C612O)u-Cd2d-(但し、dは単位毎に独立に0~5の整数であり、p、q、r、s、t及びuはそれぞれ独立に0~150の整数であり、p、q、r、s、t及びuの和は1~250の整数であり、これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、p、q、r、s、t及びuが付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。)で示される2価のポリフルオロオキシアルキレン構造含有基であり、A1は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はDであり、Dは独立に下記式(2)で示される1価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔式中、Qは単結合又は2価の有機基であり、Zは3~8価の基であり、αは2~7の整数であり、Wは独立に下記式(3)で示される1価の加水分解性シリル基含有基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、Rは炭素数1~4のアルキル基又はフェニル基であり、Xは独立に加水分解性基であり、aは2又は3であり、Yは単結合、又はフッ素原子、ケイ素原子及びシロキサン結合から選ばれる1種もしくは2種以上を有していてもよい2価炭化水素基である。)〕]、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    [式中、Rfは上記と同じであり、A2は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はGであり、Gは独立に下記式(5)で示される1価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    〔式中、Wは上記と同じであり、Bは水素原子、又は-OSであり、Sは水素原子、炭素数1~10の1価炭化水素基、又は下記式(6)で示される1価の基である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式中、Tは単結合又は2価の基であり、Lは独立に炭素数1~4の2価炭化水素基であり、Eは炭素数1~6の1価炭化水素基、又はWであり、lは0~20の整数である。)〕]、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    [式中、Rfは上記と同じであり、A3は末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、又はJであり、Jは独立に下記式(8)で示される1価の基であり、J中にWを2個以上有する。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    〔式中、Sは上記と同じであり、Vは単結合又はエーテル結合を有していてもよい炭素数2~15の2価炭化水素基であり、Mは独立に下記式(9)で示される1価の基であり、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    (式中、Y、S及びWは上記と同じであり、fは1~3の整数である。)
    eは1又は2である。〕]
  2.  前記式(2)において、Qが、アミド結合、エーテル結合、エステル結合、スルフィド結合、ウレタン結合、シロキサン結合、トリアジン結合、ジオルガノシリレン基、シルフェニレン結合及びシルアルキレン結合からなる群より選ばれる1種以上の結合を含んでいてもよい炭素数1~15の非置換又は置換の2価炭化水素基であり、Zが、ケイ素原子、窒素原子、及びシロキサン結合を有する3~8価のオルガノポリシロキサン残基から選ばれる3~8価の基である請求項1に記載の物品。
  3.  前記式(6)において、Tが、単結合、又はケイ素原子、シロキサン結合、シルアルキレン結合、シルアリーレン結合及びジオルガノシリレン基からなる群より選ばれる1種以上の結合を含んでいてもよい炭素数2~20の2価炭化水素基、2価のシロキサン結合、シルアルキレン基もしくはジオルガノシリレン基である請求項1に記載の物品。
  4.  撥水撥油表面層が、前記式(1)、(4)又は(7)で示される1種又は2種以上のフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分加水分解縮合物と、下記式(10)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    [式中、Rfは-Cd2d-O-(CF2O)p(C24O)q(C36O)r(C48O)s(C510O)t(C612O)u-Cd2d-(但し、dは単位毎に独立に0~5の整数であり、p、q、r、s、t及びuはそれぞれ独立に0~150の整数であり、p、q、r、s、t及びuの和は1~250の整数であり、これら各単位は直鎖状であっても分岐状であってもよい。また、p、q、r、s、t及びuが付された括弧内に示される各繰り返し単位はランダムに結合されていてよい。)で示される2価のポリフルオロオキシアルキレン構造含有基であり、A4は独立に末端がCF3-もしくはCF2H-であり酸素原子を含んでいてもよい1価のフッ素含有炭化水素基、-OR3、-COOR3又は-PO(OR32(R3は水素原子又は炭素数1~10の1価炭化水素基である。)である。]
    で示されるフルオロポリエーテル基含有ポリマー及び/又はその部分(加水分解)縮合物との硬化物を含有するものである請求項1~3のいずれか1項に記載の物品。
  5.  撥水撥油表面層が物理気相蒸着(PVD)法、スプレー法又は浸漬法で形成されたものである請求項1~4のいずれか1項に記載の物品。
  6.  プラスチック基材が湿式洗浄及び/又はプラズマ洗浄により前処理されたものである請求項1~5のいずれか1項に記載の物品。
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